某吹填軟土場地沉降計算分析

周躍龍(武漢二航路橋特種工程有限責(zé)任公司，湖北 武漢 430071)

某吹填軟土場地沉降計算分析

周躍龍
(武漢二航路橋特種工程有限責(zé)任公司，湖北 武漢 430071)

吹填軟土場地地基處理中沉降量計算為方案設(shè)計、施工過程控制及工后驗收提供依據(jù)。結(jié)合某吹填軟土場地地基處理工程，對沉降計算方法及相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行對比分析。

吹填軟土場地地基處理；沉降計算；對比分析

1 前言

隨著原來越多的吹填工程的產(chǎn)生，軟基處理工程中沉降變形問題受到越來越多的關(guān)注，國內(nèi)外學(xué)者提出了大量的計算方法，但由于沉降計算涉及土體指標(biāo)、土的應(yīng)力及邊界條件等許多方面，特別是吹填軟土場地由于吹填料復(fù)雜，各土層厚度不均一等特點，場地總沉降量及工后沉降計算難度較大。本文結(jié)合某吹填軟基處理工程通過分層綜合法、雙曲線法及Asaoka法三種方法進(jìn)行沉降分析，為類似工程的軟基處理設(shè)計、過程控制及質(zhì)量驗收提供參考。

2 工程實例

某沿海軟基處理工程采用塑料排水板+堆載預(yù)壓+管井降水+強(qiáng)夯的聯(lián)合方法進(jìn)行軟基處理，技術(shù)要求為工后沉降小于0.3m、1.0m×1.0m載荷板試驗地基承載力特征值不小于120KPa。

場地為新近吹填土層，處理深度內(nèi)①層為厚度約9m的吹填砂夾淤泥，②層為厚度約4.9m的淤泥、淤泥質(zhì)土，③層為厚度約5.8m為中粗砂、細(xì)砂，厚度約2.9m的淤泥質(zhì)土。場區(qū)地下水主要為上部孔隙水及下部承壓水，地下水位埋設(shè)1.36 ～1.85m，平均1.65m。

3 沉降計算

本場地的松軟土體的沉降由新近沖填土的自重密實沉降以及沖填軟土與原狀軟土的固結(jié)沉降組成，根據(jù)勘察報告所提供的土層的物理力學(xué)參數(shù)，結(jié)合類似條件的沉降計算與監(jiān)測經(jīng)驗，采用分層總和法、雙曲線法、Asaoka法對全場第各鉆孔進(jìn)行主固結(jié)沉降量評估。

3.1 分層總和法

分層總和法是根據(jù)室內(nèi)壓縮試驗所得到的e-p曲線，按照荷載壓力段給出的有關(guān)壓縮指數(shù)、壓縮模量、體積壓縮系數(shù)或者孔隙比來計算線沉降，計算公式為：

s：地基最終變形量（mm）；

s'：按分層總和法計算出的地基變形量；

φs：沉降計算經(jīng)驗系數(shù)；

n：地基變形計算深度范圍內(nèi)所劃分的土層數(shù)；

P0：對應(yīng)于荷載效應(yīng)準(zhǔn)永久組合時的基礎(chǔ)底面處的附加壓力（kPa）；

Esi：基礎(chǔ)地面下第i層土的壓縮模量（MPa）；

Zi、Zi-1：基礎(chǔ)地面至第i層土、第i-1層土底面的距離（m）；

結(jié)合軟基處理工程經(jīng)驗將上述《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》（GB50007-2011）進(jìn)行優(yōu)化為：

s：地基最終變形量（mm）；

φs：沉降計算經(jīng)驗系數(shù)；

P0：各土層附加荷載；

P：使用荷載，本場地使用荷載為60kPa；

Esi：各土層壓縮模量（MPa）；

hi：各土層厚度（m），本場地計算至④1層底。

根據(jù)優(yōu)化后的總沉降計算公式及沉降監(jiān)測數(shù)據(jù)，本試驗場地沉降計算參數(shù)選取如下：

其中，Ψs：沉降計算經(jīng)驗系數(shù)，取值為1；

p0：附加壓力（kPa），取值為50kPa；

Esi：壓縮模量（MPa），根據(jù)工后土工試驗數(shù)據(jù)，試驗區(qū)Esi取值②1層為3.26MPa，④1層為4.463MPa；

zi、z1-i：軟基交工面至第i層土、第i-1層土底面的距離（m）；

采用分層總和法計算總沉降量為880mm，沉降監(jiān)測施工期間沉降量為755mm，可知工后沉降量為125mm，滿足不大于30cm要求。

4.2 雙曲線法

雙曲線法是目前應(yīng)用較廣的一種方法。最早由尼奇波羅維奇提出，雙曲線法屬于曲線擬合法，是假定路基沉降歷程符合某一種已知函數(shù)曲線，利用實測沉降數(shù)據(jù)擬合曲線的參數(shù)，然后利用確定后的曲線公式預(yù)估路基在任一時間的沉降值。適宜在較為充分的取得路基沉降資料的基礎(chǔ)上進(jìn)行的沉降預(yù)測，能綜合考慮各種復(fù)雜因素對土體性質(zhì)的影響，因此其預(yù)測精度相對較高。雙曲線法既有它的理論基礎(chǔ)，又有簡單易行的操作方法，在工程界得到了足夠重視。工后沉降量推算公式為：

St：t時刻的沉降量；

S0：起算沉降量，是荷載到達(dá)恒定值時實測沉降量；

t：從計算起點起算的時間；

α、β：由實測過程線求得的系數(shù)。

采用雙曲線法計算工后沉降為107mm，滿足不大于30cm要求。沉降監(jiān)測施工期間沉降量為755mm，可知總沉降量為862mm。

3.3 Asaoka法

Asaoka法同雙曲線法類似，是利用一段時間沉降觀測資料來預(yù)計最終總沉降量和沉降速率的實用計算方法，簡單易用并且有一定的理論基礎(chǔ)，適用性較強(qiáng)，工后沉降量推算公式：

sj：第j個數(shù)據(jù)沉降量；β0：擬合曲線截距；

β1：擬合曲線斜率；s1-j：第j-1個數(shù)據(jù)沉降量。

采用雙曲線法計算工后沉降為116mm，滿足不大于30cm要求。沉降監(jiān)測施工期間沉降量為755mm，可知總沉降量為871mm。

3.4 沉降計算數(shù)據(jù)對比

采用分層總和法、雙曲線法及Asaoka法三種沉降計算方法計算沉降量分別為880mm、862mm、871mm，平均值為871mm，最大差異為18mm，三種計算方法計算結(jié)果吻合。

4 結(jié)論

吹填場地采用分層總和法、雙曲線法及Asaoka法沉降計算方法是可行的，能夠滿足吹填場地地基處理設(shè)計、施工控制及質(zhì)量驗收要求，適宜在類似吹填軟基處理工程中推廣應(yīng)用。

[1]龔曉南.地基處理手冊.第三版.中國建筑出版社，2008.6

[2]劉玉卓.公路工程軟基處理.人民交通出版社，2002.3.1

[3]呂玉梅、楊仲元、王東杰等.軟土地基處理技術(shù)，中國電力出版社，2009.7.1

[4]陳桿義.公路工程中軟土地基處理[J]，黑龍江交通科技，1999

[5]常士驃, 張?zhí)K民編. 工程地質(zhì)手冊(第四版)[M].

[6]徐金明. 強(qiáng)夯法加固軟土地基的現(xiàn)場對比試驗研究 [J]. 工程勘察, 1996(2): 1922.

[7]陳遠(yuǎn)洪, 洪寶寧, 龔道勇. 真空-堆載聯(lián)合預(yù)壓法加固高速公路軟基實例分析[J]. 路基工程, 2002, 3: 32-34.

G322

B

1007-6344（2016）04-0317-01

周躍龍，男，1986年12月，助理工程師，路橋工程，武漢二航路橋特種工程有限責(zé)任公司，工作年限：5，長春工程學(xué)院