[发明专利]软土地基格栅式地下连续墙桥梁基础沉降计算方法

说明书

本发明提供一种软土地基格栅式地下连续墙桥梁基础沉降计算方法，该方法考虑了软土地基中格栅式地下连续墙基础自身的构造特性，根据基础沉降特性，推导了墙体外侧摩阻力的计算，同时提出了等效剪切刚度概念用于计算墙体内侧摩阻力，最终基于荷载传递法，采用迭代计算的方式可计算各级荷载下基础的沉降量。本发明无需进行特殊的岩土工程勘察，能为格栅式地下连续墙新型桥梁基础应用于软土地基的工程设计、施工提供科学依据。

技术领域

本发明涉及岩土工程技术领域，尤其涉及一种软土地基格栅式地下连续墙桥梁基础沉降计算方法。

背景技术

格栅式地下连续墙基础，是指相邻的地下连续墙墙体采用刚性接头连接，形成平面闭合的矩形框架并设置顶板(承台)的基础形式。基础横断面中，仅有一个闭合格室的称为单室地下连续墙基础，具有两个以上闭合格室的称为格栅式地下连续墙基础。在日本，格栅式地下连续墙已在桥梁基础工程中取得了较广泛的应用，在我国的一些船坞基坑和水电工程中，格栅式地下连续墙作为围护和防渗结构也得到了初步的应用。作为一种新型的桥梁基础，地下连续墙具有整体刚度大、承载力高、工程量扰动小、适用范围广等特点，因此得到了国内外较多学者的重点关注。

格栅式地下连续墙是一种新型的桥梁基础，其沉降计算目前多借鉴桩基或直接采用实体基础法。由于内部土芯及连续封闭墙体的存在，格栅式地下连续墙无论是构造还是承载机理均与群桩或实体基础存在极大的不同，因此借用群桩或实体基础的计算方法，显然不能满足格栅式地下连续墙沉降计算的精度，同时在基础设计时容易造成材料的浪费或者基础承载力的不足以致基础失稳的发生。有鉴于此，开发一种适用于格栅式地下连续墙荷载传递与沉降特性的沉降计算方法显得尤为必要。

在软基中，基础的承载能力的判断往往需要由基础的沉降特性进行判定，而对于格栅式地下连续墙这样的刚性基础而言更是如此。在格栅式地下连续墙基础的设计阶段，若能准确的预测出基础的沉降特性，以掌握所设计基础的承载能力，将对基础的实际应用提供巨大的帮助。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有软土地基新型桥梁基础——格栅式地下连续墙存在的沉降计算尚待解决的问题，提出了软土地基格栅式地下连续墙桥梁基础的沉降计算方法，本发明借鉴了桩基沉降计算中荷载传递法的相关计算理论，同时考虑格栅式地下连续墙自身的结构特点和承载特性，提出了适合格栅式地下连续墙基础沉降的计算方法。

一种软土地基格栅式地下连续墙桥梁基础沉降计算方法，包括以下步骤：

步骤1：按计算精度要求，将不包括承台的格栅式地下连续墙墙体部分划分为N个单元，保证各天然土层的分界面亦为墙体单元的分界面；假定第i个单元的厚度为L_i，其中点的位移为S_i，单元底部闭合墙的轴向力为N_i，则：

N_i-1＝N_i+f_iwu_wL_i+f_inu_nL_i(i＝1，2，…，N) (1)

式中，E_p为格栅式地下连续墙弹性模量；u_w为格栅式地下连续墙外侧周长；u_n为格栅式地下连续墙内侧周长；A_p为格栅式地下连续墙截面面积；N为地下连续墙所划分的单元个数；

步骤2：假定墙端产生一微小的不等于零的位移S_b，根据位移协调原则，墙端位移S_b和墙端土位移w_b相等，墙端土体荷载传递函数采用双曲线模型，其函数表达式为：

式中，n_b为单位端阻力；S_b为墙端位移；