软土地基双重处理方法及沉降分析

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1、http://www.paper.edu.cn软土地基双重处理方法及沉降分析马牛静中国矿业大学土木工程系(221008)E-mail：maniujing_1@163.com摘要：传统的预压处理地基方法往往需要相当长的时间才能使软土固结完全，而实际工程中有很多因为工期紧，而经常采取其它一些处理方法，这样往往使得成本很高。本文介绍了一种双重地基处理方法，即先对软土进行预压处理，然后在其上再加压实土垫层，这样，不仅可以缩短预压的时间，提高了经济性，而且效果也比较明显。关键词：地基处理，预压，压实土1．引言随着社会的不断发展，陆地资源的利用将越来越充分，在许多沿海大城市，可以称得上是“寸土寸

2、金”，而软土地区由于其土质较差而得不到充分利用，因而开发利用软土地区陆地资源得前景是十分广阔的。目前，一些沿海大城市由于陆地资源短缺，而将一些住宅、工业建筑、机场等项目相继建于近海软土地区，因此，如何以经济、高效而又简便的方法进行软土地基的处理将是未来的研究领域之一。现在常用的软土地基处理方法有很多种，当然，针对不同的地区应该因地制宜，选择适合的处理方法，这样才能获得比较理想的效果。本文介绍了一种软土地基的双重处理方法，即先对软土进行预压处理，然后在其上再加填压实土垫层。传统的预压固结往往需要很长时间，而且随着时间的推移，沉降将越来越小，所以我们不可能等到土达到完全固结，而是当软土在

3、较短的时间里固结较为充分的情况下，再在其上加填压实土垫层[1]，这样，我们可以选用分层总和法计算地基沉降。由于土层中的附加应力随着深度的增加而减小，因而沉降量也就越来越小，因此，选用压实土垫层的处理方法可以使软土地基处理工作在较短的时间里得以完成。以下我们将具体介绍软土地基的处理方法。2．预压固结处理已知某地区软土的物理力学指标如下表1，现以大面积荷载p=200kPa进行预压处0理，为了便于计算，我们用太沙基提出的一维固结理论进行计算[2]，即在荷载面积远大于压缩土层厚度时，地基孔隙水主要沿竖向渗流。表1某地区软土的物理力学指标表重度各种压力下的孔隙比土层厚含水量孔隙比压缩系数渗透系

4、数32土层γ(KN/m)p=(10kPa)(m)ω(%)ea(/kPa)k(cm/sec)0.51.02.0黑色淤泥6.417.248.01.2100.001246E-71.0320.9530.905土在大面积荷载，软土层中的附加应力沿深度均匀分布，即σ=p=200kPa，因此，z0软土层的最终沉降量为：a0.001243S=σH=×200×10×6.4=718mm，z1+e1+1.210-1-http://www.paper.edu.cn竖向固结系数为：−7−27k(1+e)6×10×10×3.15×10×(1+1.210)2C===33.7m/y，vaγ0.00124×10w单向

5、排水的时间因素为：Cvt33.7tT===0.82t，v22H6.4即T仅是t的函数，因此，我们只要给出预压时间t便可求出时间因素T。vv由于在正常条件下，要使软土达到完全固结十分困难，而且在很多情况下工期又不允许，因此，堆载的预压时间有限，在这里，我们取预压时间t=0.5年，固结度的近似公式如下：8−π2T/4U=1−ev……………………………………………………………①t2π由t=0.5年得T=0.82×0.5=0.41，结合①式可求得U=70%。vt由此可见，经过半年的预压，软土已大部分固结，但考虑到继续让其固结，则需要相当长的时间，因此，我们可以撤去预压荷载改用压实土垫层覆盖于

6、其上，对于这两种土层，我们可以采用常用的分层总和法计算地基最终沉降。3．地基最终沉降量2该地区可以获得的压实土的指标如表2，基础尺寸为l×b=4m×2m=8m，埋置于压实土层下1m处，作用荷载为F=600kN，地下水位位于淤泥土顶面。表2压实土指标表各种压力下的孔隙比土层厚重度含水量孔隙比压缩系数2土层压力p=(10kPa)(m)(/3)ω(%)ea(/kPa)γKNm0.51.02.0粉质粘土2.018.230.50.9240.000450.8460.8030.772由分层总和法[2]计算原理可以知道：随着深度的增加，土层中的附加应力不断减小，因此，各土层的沉降量也不断减小，这样，

7、我们可以对土体进行分层，进而求得最终沉降量。前面已经求出了固结度，结合最大固结沉降可以求得淤泥土层得剩余厚度为：6.4−0.718×70%=5.9m，以下将具体求解基础得最终沉降。3.1地基分层每层厚度按h=0.4b=0.8m(b为基础宽度)划分，地下水位处作为分界面，这样，分层结i果如图1所示。-2-http://www.paper.edu.cnF=600KN1.0m粉质土Ⅰ2.0mO0.8m①0.2m②0.8m③0.8m④0.8m⑤黑色淤泥土Ⅱ0.8m