吹填土地基在真空预压插板期间的沉降计算

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1、水利学报2010年5月SHUILIXUEBAO第41卷第5期文章编号:0559-9350(2010)05-0588-07吹填土地基在真空预压插板期间的沉降计算1123孙立强，闫澍旺，何洪娟，李伟(1.天津大学建筑工程学院，天津300072;2.天津城市道路管网配套建设投资有限公司，天津300384;3.天津港集团有限公司，天津300461)摘要:吹填土为欠固结土，吹填土地基在真空预压插板过程中会产生固结沉降。本文提出吹填土地基真空预压产生的沉降是由插板期间发生的固结沉降和真空预压期间发生的固结沉降两部分组成

2、。现场监测表明吹填土地基在真空预压插板期的沉降占总沉降的30%～50%，但在目前的设计计算中未能考虑。本文通过分析吹填土地基各土层的受力状态，提出插板期间各土层的沉降量计算方法，计算结果与现场试验结果比较吻合，从而完善了真空预压软基加固沉降计算方法。本文同时深入研究了真空预压各施工时段固结度的计算方法。关键词:真空预压;沉降;固结度;软基加固;吹填土地基中图分类号:TV148文献标识码:A1研究背景目前，真空预压作为较成熟的技术在软土地基加固中得到成功的应用。特别是在吹填土地基加固中是一种行之有效的技术，其

3、设计计算理论和方法不断完善。然而大量的工程实践表明真空预压固结计算结果与实测结果还存在较大的差距。［1］真空预压软基加固的沉降计算方法已有不少相关方面的研究，例如:施建勇等通过对弹性模量［2］［3］的研究提出了真空预压沉降计算方法;陈平山等提出了等效固结度的方法;艾英钵等提出了乘以［4］经验系数的方法进行简化固结沉降计算方法;艾英钵等通过有限元的方法对真空荷载和堆载两种荷载下的固结沉降进行分析比较，提出当真空荷载作用下产生的沉降与等效堆载作用下产生的沉降相同时，认为该堆载为真空荷载的等效荷载，利用该等效荷载

4、进行固结沉降计算。文献［5－6］分别对真空预压的孔压消散规律和加固深度进行了研究。这些文献都认为真空预压固结沉降只有一个过程，即沉降从施加真空荷载开始计算。这些文献的研究都是针对正常固结土真空预压加固法的沉降计算的研究。图1吹填土地基土层分布收稿日期:2008-11-12基金项目:天津市科技创新专项资金项目(07fdzdsf02100-03)作者简介:孙立强(1979－)，男，山东青岛人，博士生，主要从事岩土工程研究。E-mail:slq0532@126.net—588—吹填土地基是一种特殊的地基，属于新造

5、地基，其形成过程是在原天然地基上吹填含水率较高的淤泥或淤泥质黏土泥浆，当吹填到设计标高后(一般为4～6m)，经过一定时间形成吹填土层，然后在吹填土上面铺设一层粉土，作为真空预压施工的工作层(如图1所示)。故加固区的土层组成就由吹填前的天然地基、吹填土和上面的填土层组成。由于在天然地基上增加了吹填土和填土层，这两层土对天然地基产生附加荷载，所以在天然地基中产生超孔压。在有排水通道的情况下将会发生固结。吹填土是由含水率较高的淤泥泥浆形成的，为欠固结土，在自重应力和上部填土重力作用下也会发生固结。真空预压施工过程

6、中，在土体中打设排水板，相当于在加固土体内增加了排水通道，大大缩短了排水路径。因而土体中超孔压开始加速消散，从而产生固结沉降。这种固结沉降在整个的插板期间即抽真空前持续进行。真空预压插板期一般为15～20d左右。这个期间产生的沉降本文称为插板期间的沉［7］降。综上所述，吹填土地基在真空预压插板过程中地表发生很大的沉降，由现场监测数据可知，这部分沉降可以达到总沉降的1/3～1/2之间。而对于正常固结土地基，由于土体在插板期间超孔压已经消散完毕，故在插板期间土体不会有很大的固结沉降。吹填土地基插板期间沉降在目前

7、的设计或相关文献中未能考虑，针对这个问题，本文对插板期间的沉降计算方法进行了研究。这对吹填土地基真空预压沉降计算有十分重要的意义。在以往的真空预压沉降计算中只是针对正常固结土的情况，没有涉及到插板前还有未消散超孔压［8］的欠固结土的情况。为了探讨吹填土插板沉降问题，本文首先从机理上分析了真空预压插板期间固结沉降的原因，然后提出了真空预压插板期间地表沉降的计算公式，并对其固结度计算方法进行了研究。最后将计算结果与现场试验数据进行比较，证明了真空预压插板期间的沉降计算方法的可行性。2插板期间地表沉降计算天津沿海

8、地区吹填形成的吹填土地基一般由以下3部分组成:天然地基土、吹填土(一般为淤泥、淤泥质黏土)和表层填土。如图1。插板期间沉降就是在真空预压法进行地基加固时，对于插板前土体中有尚未消散超孔压的地基土在插板过程中产生的固结沉降，这部分沉降就是插板期间沉降。这种沉降只有在欠固结土地基中才能发生。在真空预压施工过程中，在土体中打设排水板，土体中超孔压开始迅速消散，从而产生插板期间的固结沉降。当开始抽真空时，在真空荷载和上述