復合地基黏性土路堤土拱效應分析

劉吉福，余 烈

（1. 廣東省交通規劃設計研究院股份有限公司，廣東 廣州 510507；2. 東莞理工學院 生態環境與建筑工程學院，廣東 東莞 523015）

0 引 言

我國沿海地區河網密布，一方面高速公路被交道路和河道多，導致路堤普遍較高；另一方面，對高速公路的建設工期、質量要求不斷提高。上述兩方面的因素導致越來越多的高速公路軟基路堤采用復合地基。隨著砂石料價格不斷上漲，除復合地基褥墊層可能采用砂石料等無黏性土外，路堤其余部分基本上均填筑黏性土，部分路基甚至取消了無黏性土褥墊層。路堤下復合地基樁間土沉降大于樁頂沉降，導致樁（帽）頂面以上的路堤中形成土拱。土拱效應分析對復合地基沉降計算、穩定分析等均非常重要[1-4]。目前對土拱效應的研究常用方法有模型試驗、現場測試、數值分析、理論分析[5-13]等。BS 8006—2010采用計算涵洞應力的MARSTON公式和HEWLETT公式[14]。我國公路規范采用陳云敏公式[15]。MARSTON公式計算的樁土應力比、樁（帽）承擔荷載與單樁負責面積內樁（帽）頂面以上路堤荷載的比例（簡稱樁荷載率）與填料性質無關，路堤高度較大時樁土應力比、樁荷載率偏小[14]。HEWLETT等[5]、陳云敏等[6]、強小俊等[7]對土拱效應進行理論分析時均假設土拱為球形。HEWLETT等[5]、陳云敏等[6]假設拱頂、拱腳均為無黏性土。HEWLETT等[5]分別計算拱頂、拱腳屈服對應的樁帽荷載率并取其中的小者。陳云敏等[6]認為路堤較低時拱腳、拱頂都未進入極限狀態，按極限狀態得出的樁頂荷載與樁間土荷載之和大于路堤重力；……