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計、施工過程控制及工后驗收提供依據。結合某吹填軟土場地地基處理工程，對沉降計算方法及相關數據進行對比分析。

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生，軟基處理工程中沉降變形問題受到越來越多的關注，國內外學者提出了大量的計算方法，但由于沉降計算涉及土體指標、土的應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法三種方法進行沉降分析，為類似工程的軟基處理設計、過程控制及質量驗收提供參考。

2 工程實例

某沿海軟基處理工程采用塑料排水板+堆載預壓+管井降水+強夯的聯合方法進行軟基處理，技術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、淤泥質土，③層為厚度約5.8m為中粗砂、細砂，厚度約2.9m的淤泥質土。場區地下水主要為上部孔隙水及下部承壓水，地下水位埋設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沉降組成，根據勘察報告所提供的土層的物理力學參數，結合類似條件的沉降計算與監測經驗，采用分層總和法、雙曲線法、Asaoka法對全場第各鉆孔進行主固結沉降量評估。

3.1 分層總和法

分層總和法是根據室內壓縮試驗所得到的e-p曲線，按照荷載壓力段給出的有關壓縮指數、壓縮模量、體積壓縮系數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：沉降計算經驗系數；

n：地基變形計算深度范圍內所劃分的土層數；

P0：對應于荷載效應準永久組合時的基礎底面處的附加壓力（kPa）；

Esi：基礎地面下第i層土的壓縮模量（MPa）；

Zi、Zi-1：基礎地面至第i層土、第i-1層土底面的距離（m）；

結合軟基處理工程經驗將上述《建筑地基基礎設計規范》（GB50007-2011）進行優化為：

s：地基最終變形量（mm）；

φs：沉降計算經驗系數；

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。

根據優化后的總沉降計算公式及沉降監測數據，本試驗場地沉降計算參數選取如下：

其中，Ψs：沉降計算經驗系數，取值為1；

p0：附加壓力（kPa），取值為50kPa；

Esi：壓縮模量（MPa），根據工后土工試驗數據，試驗區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曲線，利用實測沉降數據擬合曲線的參數，然后利用確定后的曲線公式預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上進行的沉降預測，能綜合考慮各種復雜因素對土體性質的影響，因此其預測精度相對較高。雙曲線法既有它的理論基礎，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。

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，適用性較強，工后沉降量推算公式：

sj：第j個數據沉降量；β0：擬合曲線截距；

β1：擬合曲線斜率；s1-j：第j-1個數據沉降量。

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 沉降計算數據對比

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果吻合。

4 結論

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計、施工控制及質量驗收要求，適宜在類似吹填軟基處理工程中推廣應用。

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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任公司，工作年限：5，長春工程學院