桥梁桩基础设计的岩土参数标准值统计应用.pdf

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1、第6期(总第150期)2010年12月中圄千放z稚No．6(SerioINo．150)CHINAMUNICIPALENGINEERINGDec．2010桥梁桩基础设计的岩土参数标准值统计应用窦文俊，卢永成。黄虹，高大铭(上海市政工程设计研究总院．上海200092)摘要：现行岩土工程勘察规范(国标)及公路规范中岩土参数、岩石强度标准值的确定，基本上吸取了适用于小样本的t分布统计方法。通过对东海大桥陆上段桥梁各墩的沉桩施工及静力触探R标准值的统计分析表明．为保证各墩台岩土参数标准值95％的置信概率。在工程详勘阶段应按规范采用小样本统计。因此。对于长大桥梁，如高架道、大型立交、长大引

2、桥等。应根据土层、土质均匀性变化情况合理划分区段进行统计。而对桥梁大型基础则应单独统计。关键词：桥梁桩基础；岩土均匀性；变化随机性：小样本统计：划分区段：岩土参数标准值中图分类号：U442．2文献标识码：A文章编号：100Ⅷ55(2010)06-0065—041岩土参数标准值也统计计算1．1岩土参数标准值也计算式【1】GB50021--2001《岩土工程勘察规范》指出，计算承载能力极限状态所需的岩土参数标准值也按式(1)计算。当设计规范另有专门规定的标准值取值方法时。可按有关规范执行。岩土参数的标准值是岩土工程设计的基本代表值，是岩土参数的可靠性估值。采用统计学区间估计理论基础

3、上得到的关于参数母体平均值置信区间的单侧置信界限值：也=咖。±帆=咖。(1±——孥三艿)=y加。(1)、／，lM=(1±专艿)(2)、／儿式中：机为岩土参数平均值，机=∑也厩；k为统f=l计学中的学生氏函数的界限值．一般取置信概率d为95％，相应的风险概率5％；O'm为场地的空间均值标准差，按式(3)计算；凡为样本数；艿为岩土参数的变异系数，按式(4)计算；M为统计修正系数。orm=F(L)毋(3)6=听仇(4)式中：r(￡)为标准差折减系数。可用随机场理论方法求得．考虑到尚未完全实用化。按近似公式计算标准差折减系数r(L)=七；听为岩土参数的、／，l标准差，见式(5)。收稿日

4、期：2010-09—29乃=V击【善钟一(善也)2／nJ．眠t(5)由式(1)、式(2)可通过简化拟合成样本容量的显函数形式：嘉：f石1．704+等}(6)、／i【、／n矿J一由此得：*钏±击¨-±{罢+等}㈨，Vn‘V乃～’1．2学生氏t分布适用于小样本推断英国统计学家哥塞特(Cosset)于1908年以“Student”的笔名发表了t变量的分布规律．故名为学生氏t分布。哥塞特在1899年担任一家酿酒厂化学技师。从事试验和数据分析工作。接触的样本量较小(4、5个)，通过大量实验数据积累，发现了t分布规律。其价值特别适用于随机变量的小样本推断。当n≥30时。可证实t分布与常态分

5、布几乎没有差别。反之。对式(7)使用时，要避免工程上误用统计学上的过小样本用量，如n=2、3、4等[2]。式(1)、(7)表明，岩土参数标准值也与机、*有关。M决定于统计对象的样本数n及其变异系数6。图l为M与凡、8的关系图。n图1y。与几6关系图中圄千6支z张窦文俊，卢永成，黄虹，等：桥梁桩基础设计的岩土参数标准值统计应用2010年第6期按图l可作如下讨论：1)当n<6时，M随，l的增减有很大变化，随着6的增大其变化越显著。图l中n<5的曲线段，是M对平均值西。折减最大的区段。由于桥梁工程的特点，每个墩台基础的安全应具有相同的保证率。邢D63—2007《公路桥涵地基与基础设计

6、规范》对岩石极限强度标准值统计计算．要求尼≥6是合理的。对一个大型墩、台基础现实的规模，样本数将需要6。9个，随变异系数6增大而取高值。2)随着n的增大。不同6的曲线相互靠拢，6的影响相应减弱，y，的增大削弱了对平均值的折减【z·3】。在实际工程中．样本数量在一定程度上反映工程场地的规模．如东海大桥陆上段长达2．4km的实例看．应根据场地范围土层、土质的变化情况．进行合理划分区段、分别按区段进行统计。可较好地保证各区段墩台的设计参数标准值的保证率(95％置信概率)。2东海大桥陆上段静力触探Ps标准值统计分析实例2．1工程概况【41东海大桥陆上段全长约2．4km．位于长江三角洲人

7、海口东南前缘，地貌属潮坪类型。在距原大堤330m范围内为古河道区．其余场地土层分布均属正常沉积区。东海大桥为上、下行分离的独立桥梁。上部结构为4。6跨一联的预应力混凝土连续梁．跨径30m。标准桥宽15．25m+1．00m+15．25m．匝道标准宽单车道为7．75m、双车道为9．5m。因此两侧设有匝道处的桥面总宽达50m左右。下部结构为姗nlmPHC管桩基础、Y型钢筋混凝土桥墩。设计荷载：汽车—超20{及、挂车一120。并以集装箱拖挂车按前、后车轴距为10m排列布置进行校验。正常沉积区墩基础持