某預壓荷載工程飽和軟土抗剪強度的分析研究

王厚星,陳德勇

（河北建設勘察研究院有限公司，石家莊050031）

某預壓荷載工程飽和軟土抗剪強度的分析研究

王厚星,陳德勇

（河北建設勘察研究院有限公司，石家莊050031）

以某飽和軟土地基處理工程為依托，在預壓荷載之前進行了十字板剪切原位測試，得出未處理前的飽和軟土抗剪強度，處理200d后計算出飽和度，并再次進行十字板剪切原位實驗得出處理后飽和軟土的抗剪強度，對比分析處理后根據飽和度計算的抗剪強度與十字板剪切實驗得出的抗剪強度，發現兩者相差3.87kPa，小于5%。

飽和軟土;預壓荷載;地基處理;抗剪強度

【DOI】10.13616/j.cnki.gcjsysj.2016.09.010

1 引言

在工程實踐以及相關規范中，軟土指的是孔隙比n≥1.0，并且天然含水率大于液限的細粒土[1]。淤泥、淤泥質土、泥炭、泥炭質土等都統稱為軟土。在各種軟土中，淤泥類土在我國的分布最為廣泛[2]。

由于軟土具有大孔隙比，低抗剪強度，壓縮性比較高，并且還有蠕變性，使得軟土地基在工程施工前后都會會出現不均勻沉降、工后沉降等一系列問題。

本文的研究對象為沿海某地的飽和軟土堆載預壓地基處理中飽和軟土的抗剪強度的問題，對于工程中類似問題有一定的參考價值[3]。

2 工程概況

該工程位于沿海某地，飽和軟土層厚8m，經現場取樣，由室內固結實驗測得軟土的徑向排水固結系數與豎向排水固結系數相同，cv和ch都為8.5×10-4cm2/s，滲透實驗測得豎向滲透系數kv為2.2×10-7cm/s，徑向滲透系數kh=1.7×10-7cm/s，三軸固結不排水壓縮試驗測得的土的內摩擦角φcu=14°，黏聚力為ccu=0。飽和軟土底部為硬塑狀黏性土，不透水。本工程采用塑料排水板豎井，塑料排水板規格為寬b=100mm，厚δ=4.5mm，排水板采用正三角形的布置方式，中心間距為1.1m。加載采用真空預壓和堆載預壓互相結合的方式，真空預壓為瞬時加載，加載量為80kPa，堆載預壓分二級加載，第一級為60kPa，10d內加載完成，預壓60d，第二級為60kPa，10d內加載完成，預壓60d。

3 工程案例計算

3.1 固結度計算

本工程加載-時間曲線如圖1所示，固結度計算采用《建筑地基處理技術規范》[4]（JGJ79—2012)5.2.7條公式：

式中，ΣΔQ=200kPa；對于本工程，真空預壓q1=80kPa；堆載固結總時間t=200d；塑料板排水當量直徑dp=2×（b+δ）/π=2×（100+4.5）/3.14=66.5mm；有效排水直徑de=1.05×1100=1155mm；井徑比n=de/dp=1155/66.5=17.4；因為17.4＞15，所以，10-7/s=0.021/d。

圖1 加載-時間曲線

3.2 堆載預壓前十字板抗剪強度計算

該工程在堆載預壓之前，采用原位實驗十字板剪切實驗測出不排水抗剪強度如表1所示。

表1 預壓前十字板剪切實驗測得的飽和軟黏土抗剪強度

該地區巖土參數與深度的相關系數經驗值r為0.98；十字板抗剪強度平均值標準差 σf=剩 余 標 準 差 σr=σfτ0=γsφm=11.59kPa。

3.3 預壓荷載加載后200d抗剪強度

該工程在堆載預壓之后200d，采用原位實驗十字板剪切實驗測出不排水抗剪強度如表2所示。

表2 預壓前十字板剪切實驗測得的飽和軟黏土抗剪強度同3.2計算得τf=53.72kPa。

3.4 根據固結度計算抗剪強度

根據《建筑地基處理技術規范》JGJ79—2012)5.2.11條公式：

式中,tft為t時刻土的抗剪強度；τf0為地基土的天然抗剪強度；Δσz為預壓荷載引起的改點的附加豎向應力；Ut為計算時刻的固結度；φcu為固結不排水內摩擦角。

將3.2，3.3條中數據代入式（2）得：tft=57.59kPa。

4 結論

1)案例工程堆載預壓200d的固結度為0.92；

2)固結度及地基處理前的抗剪強度計算為57.59kPa，比原位實驗十字板剪切實驗測得的抗剪強度53.72kPa大3.87 kPa，小于5%，滿足工程精度要求。

3)用處理后十字板剪切實驗的抗剪強度反算固結度，能夠滿足工程精度要求。

【1】吳桂芬,高玉峰,魏代現,劉漢龍.真空和堆載兩種預壓法的室內試驗研究[J].巖土力學,2005（S1）:95-98.

【2】董志良,胡利文,張功新.真空及真空聯合堆載預壓法加固軟基的機理與理論研究[J].水運工程,2005（9）:83-91.

【3】沈建東.塑料排水板堆載預壓法處理軟土地基的工后沉降控制研究[D].廣州：華南理工大學,2012.

【4】JGJ79—2012建筑地基處理技術規范[S].

TheAnalysisResearchabouttheSaturated Soft SoilShearStrengthofaPreloadingLoad Engineering

WANG Hou-xing,CHENDe-yong
(HebeiConstructReconnaissanceGraduateCo.Ltd.，Shijiazhuang050031，China)

】The paper based on a saturated soft soil foundation treatment project, before preloading loadwe obtained the saturated soft soil shear strength by cross plate shear test. After 200 days, we calculate the degree of saturation. And again we obtained the saturated soft soil shear strength by cross plate shear test. Compared and analyzed the shear strength based on saturation calculation and the shear strength by crossplatesheartest,wefoundthatthedifferencebetweenthetwodatawas3.87kPa,Lessthan5%.

saturatedsoftsoil;preloadingload;foundationtreatment;shearstrength

TU431;TU447

A

1007-9467（2016）09-0053-02

2016-03-26

王厚星（1977～），男，河北東光人，高級工程師，從事巖土工程技術研究，（電子信箱）275726392@qq.com。