龔麗飛,朱方方,唐彤芝,吳月龍

(1.南京水利科學(xué)研究院,江蘇 南京 210029;2.南京瑞迪建設(shè)科技有限公司,江蘇 南京 210029)

吹填淤泥土真空預(yù)壓沉降計(jì)算修正系數(shù)的分析

龔麗飛1,2,朱方方2,唐彤芝1,2,吳月龍2

(1.南京水利科學(xué)研究院,江蘇 南京 210029;2.南京瑞迪建設(shè)科技有限公司,江蘇 南京 210029)

同天然軟土相比,吹填淤泥土初始含水量高,初始孔隙比甚至超過(guò)3。通過(guò)對(duì)比國(guó)內(nèi)不同行業(yè)的相關(guān)規(guī)范可知,軟土地基設(shè)計(jì)階段的沉降計(jì)算尤其是沉降修正系數(shù)取值難以適用于吹填淤泥土。通過(guò)對(duì)天然軟土地基沉降計(jì)算進(jìn)行分析,研究了吹填淤泥土采用真空預(yù)壓處理下的沉降特點(diǎn)。結(jié)果表明,吹填淤泥土沉降修正系數(shù)的取值范圍幅度遠(yuǎn)大于規(guī)范給定的取值范圍。對(duì)不同地區(qū)吹填土沉降數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,從實(shí)例角度驗(yàn)證吹填淤泥土沉降計(jì)算修正系數(shù)取值范圍;對(duì)吹填淤泥土沉降與厚度關(guān)系曲線進(jìn)行擬合,得出沉降量與吹填層厚度的比值在初步設(shè)計(jì)階段可按吹填厚度的30%考慮。

吹填淤泥土;真空預(yù)壓;沉降;修正系數(shù)

圍海造地工程主要采用遠(yuǎn)距離吹填工藝,結(jié)合外?；蚝降朗杩９こ?將淤泥質(zhì)土或砂土利用管路輸送至圍區(qū)內(nèi)形成陸域,以解決我國(guó)東部沿海地區(qū)建設(shè)用地資源的稀缺問(wèn)題。由于我國(guó)大部分地區(qū)圍海造地吹填土多為淤泥質(zhì)黏土或粉土,具有高含水量、大孔隙比、高壓縮性、無(wú)承載力和結(jié)構(gòu)性等特點(diǎn)[1]。為達(dá)到土地使用條件,需要進(jìn)行軟基處理,一種情況是對(duì)吹填土進(jìn)行淺層快速處理,達(dá)到后續(xù)工程建設(shè)對(duì)承載力的要求,一般要求表層土的承載力達(dá)50～60 kPa;另一種情況是吹填土表層回填一定厚度的風(fēng)化砂、山皮土或開(kāi)山石形成硬殼層或持力層,結(jié)合場(chǎng)地建設(shè)項(xiàng)目的具體要求對(duì)吹填土層和原始軟土層進(jìn)行一并處理,即通常所謂的深層處理,一般要求表層承載力達(dá)80 kPa以上。而對(duì)吹填土目前處理的方法從經(jīng)濟(jì)性和可實(shí)施性等角度綜合考慮,一般多采用真空預(yù)壓技術(shù)進(jìn)行處理,尤其是第一種處理情況。

由于吹填土的物理力學(xué)性質(zhì)不同于天然軟土地基或多年沉積軟土地基,國(guó)內(nèi)外亦有學(xué)者將其定義為“超軟土”[2]。尤其是新近吹填的淤泥土,土體顆粒骨架尚未形成,土顆粒仍在自重作用下處于落淤沉積過(guò)程中,其沉降為浮泥狀態(tài)向可塑狀態(tài)沉降的過(guò)程。本文首先分析了國(guó)內(nèi)相關(guān)規(guī)范對(duì)真空預(yù)壓軟基處理沉降變形的計(jì)算,并對(duì)吹填淤泥土和天然軟土進(jìn)行對(duì)比分析,從理論上論述了真空預(yù)壓下吹填淤泥土以及天然軟土的特點(diǎn),并進(jìn)行理論推導(dǎo),得出吹填淤泥土的沉降修正系數(shù),然后運(yùn)用工程實(shí)例進(jìn)行沉降變形分析驗(yàn)證理論計(jì)算值的可行性。

1 國(guó)內(nèi)規(guī)范的經(jīng)驗(yàn)參數(shù)

目前不同行業(yè)涉及真空預(yù)壓處理方法設(shè)計(jì)、施工的規(guī)范主要有《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》(JGJ 79-2012)、《公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTG D30-2004)、《真空預(yù)壓加固軟土地基技術(shù)規(guī)程》(JTS 147-2-2009)、《港口工程地基規(guī)范》(JTS147-1-2010)以及《真空預(yù)壓法加固軟土地基施工技術(shù)規(guī)程》(HG T 20578-95)等。上述規(guī)范對(duì)真空預(yù)壓處理法的沉降計(jì)算均采用分層總和法和太沙基一維固結(jié)理論[3-7]:

分層總和法:

太沙基一維固結(jié)理論:

式中:sf為總沉降值;Ut為某一時(shí)刻固結(jié)度;s為該固結(jié)度下的沉降量;ms為經(jīng)驗(yàn)系數(shù);sc為主固結(jié)沉降。

分層總和法是最常用的沉降估算方法,即土層在荷載作用下,求出各個(gè)分層的一維壓縮量,求和后乘以綜合修正系數(shù),雖然該方法存在著諸多缺點(diǎn),但由于該方法簡(jiǎn)便易行,在工程界普遍使用,再加上多年的實(shí)踐,設(shè)計(jì)人員對(duì)修正系數(shù)的取值、誤差的大小逐步積累了經(jīng)驗(yàn),使這種方法的計(jì)算結(jié)果在精度上可以滿足工程要求。所以,一般采用該方法作為設(shè)計(jì)計(jì)算的依據(jù)[8]。

《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》對(duì)真空預(yù)壓沉降計(jì)算經(jīng)驗(yàn)系數(shù)ξ的取值為1.0～1.3,《真空預(yù)壓加固軟土地基技術(shù)規(guī)程》對(duì)經(jīng)驗(yàn)系數(shù)ms的取值為1.0～1.3,《公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范》對(duì)經(jīng)驗(yàn)系數(shù)ms的取值則為1.1～1.7。真空預(yù)壓處理方法在不同行業(yè)間工程應(yīng)用的程度不一、技術(shù)研究的程度不一,從而在經(jīng)驗(yàn)上造成認(rèn)識(shí)和理解程度的不一?！督ㄖ鼗幚砑夹g(shù)規(guī)范》認(rèn)為真空預(yù)壓在抽真空過(guò)程中將產(chǎn)生向內(nèi)的側(cè)向變形,按單層壓縮分層總和法計(jì)算固結(jié)變形后應(yīng)乘小于1的系數(shù),而通過(guò)多數(shù)真空預(yù)壓工程可以發(fā)現(xiàn)該系數(shù)應(yīng)大于或等于1,因此在最新2012版《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》將真空預(yù)壓沉降計(jì)算經(jīng)驗(yàn)系數(shù)修訂為1.0～1.3,向內(nèi)的側(cè)向變形有一定的減少作用,因而比產(chǎn)生向外變形的堆載預(yù)壓經(jīng)驗(yàn)系數(shù)適當(dāng)減小,并借鑒水運(yùn)工程行業(yè)的《真空預(yù)壓加固軟土地基技術(shù)規(guī)程》所推薦的經(jīng)驗(yàn)值,這也是因?yàn)樗\(yùn)工程行業(yè)是我國(guó)引入、應(yīng)用真空預(yù)壓最早和最為成熟的行業(yè)之一。

《公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范》則在推薦經(jīng)驗(yàn)系數(shù)范圍的基礎(chǔ)上,結(jié)合京津唐高速公路軟基試驗(yàn)工程研究成果另給出了經(jīng)驗(yàn)公式(式4)。采用真空預(yù)壓處理公路地基實(shí)質(zhì)是真空聯(lián)合堆載預(yù)壓處理,因此與公路路基斷面形式、填料速率、材料、高度、地質(zhì)因素、地基處理方法等有關(guān)。

上述目前現(xiàn)行的各個(gè)行業(yè)規(guī)范基本是針對(duì)天然軟土地基,各類(lèi)軟土的物理力學(xué)指標(biāo)見(jiàn)表1。相比天然軟土地基,吹填淤泥土初始含水量高達(dá)百分之百,初始孔隙比亦可能大于2,各地區(qū)吹填淤泥土的物理力學(xué)性質(zhì)見(jiàn)表2。

表1 各類(lèi)軟土的物理力學(xué)指標(biāo)統(tǒng)計(jì)Tab.1 Physico-mechanical properties of soft soil

表2 各地區(qū)吹填淤泥土物理力學(xué)指標(biāo)統(tǒng)計(jì)Tab.2 Physico-mechanical properties of dredger fill sludge

很明顯,上述針對(duì)天然軟土的沉降計(jì)算公式不適合直接應(yīng)用于吹填淤泥土,必須對(duì)其進(jìn)行修正[2]。

2 吹填淤泥土性質(zhì)

2.1 吹填淤泥土物理力學(xué)特性

吹填淤泥土作為一種特殊軟土,其含水量和孔隙比極高,固結(jié)速率慢,壓縮性高,抗剪強(qiáng)度低,工程性質(zhì)極差。吹填淤泥土在吹填過(guò)程中落淤工況復(fù)雜,物理力學(xué)性質(zhì)、土顆粒級(jí)配、吹填過(guò)程中落淤等表現(xiàn)為極大的差異性和不均勻性,吹填淤泥滲透系數(shù)、固結(jié)系數(shù)低于常規(guī)或多年沉積軟土淤泥。根據(jù)晾曬時(shí)間不同,物理力學(xué)參數(shù)也存在極大差異。吹填淤泥土的物理力學(xué)參數(shù)可參見(jiàn)表2。吹填淤泥土具有如下工程特性:①吹填淤泥的物質(zhì)組成及工程性質(zhì)與取泥區(qū)原狀淤泥的性質(zhì)密切相關(guān);②吹填完成時(shí)間的長(zhǎng)短對(duì)土的工程性質(zhì)影響很大,且在吹填場(chǎng)地內(nèi)土體具有不均勻性;③吹填淤泥含水量和孔隙比很大,重度小,壓縮性很高,滲透性小,強(qiáng)度極低、承載力很低,且靈敏度很高。

《港口工程地基規(guī)范》將淤泥性土根據(jù)孔隙比和含水量分為淤泥質(zhì)土、淤泥以及流泥(見(jiàn)表3)。吹填淤泥土晾曬時(shí)間較短時(shí)多為流泥甚至浮泥;日本根據(jù)土的重度、含水量、液限指數(shù)、無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度等指標(biāo)將軟土分為軟土和超軟土,吹填淤泥據(jù)此可判定為超軟土。參考日本關(guān)于軟土的劃分,在天津召開(kāi)的全國(guó)超軟土地基排水固結(jié)與加固專(zhuān)題研討會(huì)上將軟土根據(jù)土的重度、含水量、液限指數(shù)、含水量/液限以及無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度分為軟土及超軟土(見(jiàn)表3),吹填淤泥據(jù)此也可確定為超軟土。

表3 淤泥性土的分類(lèi)Tab.3 Classification of silt soil

2.2 吹填淤泥土工程力學(xué)特性

吹填淤泥土含水量大于70%,強(qiáng)度極低,采用普通的土工試驗(yàn)儀器如直剪、三軸和現(xiàn)場(chǎng)十字板剪切儀都很難測(cè)得其強(qiáng)度指標(biāo),部分工程室內(nèi)試驗(yàn)中的吹填淤泥土加固前沒(méi)有強(qiáng)度結(jié)果。為了準(zhǔn)確掌握吹填淤泥土處理前的工程力學(xué)特性,朱耀庭等選取部分地區(qū)吹填淤泥土樣進(jìn)行試驗(yàn),得出其強(qiáng)度隨著含水量的增加而減小,兩者基本呈半對(duì)數(shù)關(guān)系,吹填淤泥土實(shí)際重度稍大于《港口工程地基規(guī)范》中公式的計(jì)算重度,見(jiàn)式(5) (理論公式)和(6)(經(jīng)驗(yàn)公式)。吹填淤泥土的強(qiáng)度很小,試驗(yàn)強(qiáng)度均小于2 kPa,并且隨著含水量增加而快速減小,當(dāng)含水量大于150%時(shí),十字板剪切強(qiáng)度均小于0.1 kPa。

2.3 吹填淤泥土的固結(jié)特性

吹填淤泥土在吹填完成后經(jīng)歷了細(xì)顆粒絮凝下沉階段和自重固結(jié)階段,前者沉降量大,歷時(shí)較短,后者持續(xù)時(shí)間很長(zhǎng),沉降量與時(shí)間基本成線性關(guān)系[9]。吹填淤泥土黏粒含量較多,含水量高,滲透性能差,強(qiáng)度和壓縮性指標(biāo)都比同類(lèi)天然沉積土差,自然固結(jié)時(shí)間可長(zhǎng)達(dá)數(shù)十年。要投入使用,必須對(duì)其進(jìn)行人工加固處理。吹填淤泥土是由高含水量、低密度的泥漿逐漸脫水固結(jié)形成的,具有變形較大的特點(diǎn),大量試驗(yàn)表明吹填淤泥土滲透系數(shù)、固結(jié)系數(shù)等隨固結(jié)過(guò)程而不斷變化,因此這兩個(gè)參數(shù)不能視為常數(shù),不能簡(jiǎn)單地采用常規(guī)的太沙基固結(jié)理論進(jìn)行固結(jié)分析。而且在以往的固結(jié)理論中,認(rèn)為主固結(jié)階段應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系是唯一的,孔隙比與有效應(yīng)力之間有一一對(duì)應(yīng)關(guān)系;實(shí)際上,越來(lái)越多的試驗(yàn)資料表明,黏土的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系是加荷速率或應(yīng)變速率的函數(shù)[10]。

吹填淤泥的固結(jié)與一般軟土有較大差別。一方面,高壓縮性淤泥地基的固結(jié)是一個(gè)大變形問(wèn)題,土體的自重應(yīng)力水平對(duì)固結(jié)過(guò)程影響很大;另一方面,吹填淤泥土在固結(jié)過(guò)程中滲透系數(shù)和壓縮系數(shù)不是常量,而是隨孔隙比顯著變化。若仍沿用基于小變形和常系數(shù)假設(shè)的Terzaghi固結(jié)理論進(jìn)行計(jì)算,將會(huì)帶來(lái)不能允許的誤差,計(jì)算出的固結(jié)過(guò)程將明顯延長(zhǎng),某一時(shí)刻的固結(jié)沉降計(jì)算結(jié)果將有明顯差別[11-13]。

3 真空預(yù)壓吹填淤泥土總沉降修正系數(shù)

圖1 真空預(yù)壓下土體單元受力狀態(tài)Fig.1 Stress status under vacuum preloading

3.1 總沉降修正系數(shù)取值范圍

為研究真空預(yù)壓處理吹填淤泥土的固結(jié)沉降問(wèn)題,本文采用彈性力學(xué)對(duì)天然軟土與吹填淤泥土的沉降變形進(jìn)行對(duì)比分析(圖1)。真空預(yù)壓作用下,單元土體豎向、橫向?yàn)榈认驊?yīng)力,應(yīng)變各向相等,天然軟土與吹填淤泥土應(yīng)變式分別為式(7)和(8):

則天然軟土與吹填土的豎向應(yīng)變比值為:

材料泊松比極限值無(wú)限趨近于0.5,根據(jù)天然軟土泊松比的取值范圍,認(rèn)為天然軟土同吹填淤泥土的泊松比基本一致,根據(jù)《軟土地區(qū)工程地質(zhì)勘察規(guī)范》取天然軟土壓縮模量為1.68～2.56 MPa,根據(jù)文獻(xiàn)[2]取吹填淤泥土壓縮模量為1.45～1.63 MPa,則上述兩種情況的豎向變形比范圍在1.16～1.57,而軟土真空預(yù)壓經(jīng)驗(yàn)系數(shù)ms的取值為1.0～1.3,通過(guò)簡(jiǎn)單推導(dǎo)得出吹填淤泥土ms的取值為1.1～2.0,其范圍遠(yuǎn)大于各類(lèi)規(guī)范的建議取值范圍,且取值的靈活度較大,這在工程實(shí)踐中,無(wú)論是設(shè)計(jì)階段還是施工階段,在缺乏大量工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的前提下,增大了相關(guān)技術(shù)人員的控制難度。

3.2 總沉降實(shí)例分析

近年來(lái),筆者先后參與溫州、連云港、天津等地區(qū)吹填淤泥土真空預(yù)壓處理工程,上述工程均為新近吹填淤泥土真空預(yù)壓淺層處理,吹填淤泥層厚度3～4 m,除處理后場(chǎng)地承載力要求外,均對(duì)場(chǎng)地交工標(biāo)高有相應(yīng)的要求。這就要在方案設(shè)計(jì)階段能較好地預(yù)估吹填淤泥土的沉降量,從而確定吹填淤泥土厚度及相應(yīng)吹填淤泥土厚度下的真空預(yù)壓處理參數(shù)。

圖2為上述工程吹填淤泥土沉降曲線,表4為工程實(shí)測(cè)沉降平均值及處理效果前后對(duì)比。根據(jù)真空預(yù)壓90～120 d處理后沉降變形實(shí)測(cè)曲線,采用雙曲線法推求總沉降在0.9～1.1 m之間,與利用加固前后孔隙比計(jì)算的理論值相比,修正系數(shù)ms分別為1.35和1.23,此值均在1.1～2.0之間,與本文修正值相吻合。

圖2 實(shí)測(cè)沉降曲線Fig.2 Measured settlement curves of dredger fill sludge

表4 吹填淤泥土處理效果Tab.4 Treatment effect of dredger fill sludge after vacuum preloading

3.3 吹填淤泥土沉降估計(jì)

目前工程設(shè)計(jì)中依照各類(lèi)規(guī)范多采用分層總和法乘以總沉降修正系數(shù),并考慮吹填淤泥土層在相應(yīng)處理時(shí)期內(nèi)的固結(jié)度對(duì)吹填淤泥土沉降加以確定,其問(wèn)題在于一是如前述總沉降修正系數(shù)的選定隨意性較大;二是由于吹填淤泥土為超軟土,其含水量高達(dá)200%,孔隙比較大可至2甚至3,且處理前取土較為困難。土體物理力學(xué)參數(shù)一般很難獲得或難以具有代表性,使得計(jì)算值與實(shí)測(cè)值相差較大,影響工程方案的預(yù)期目標(biāo)。而類(lèi)似工程在實(shí)踐中往往借鑒大量的工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),通過(guò)吹填淤泥土厚度進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)取值,筆者統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn),吹填淤泥土真空預(yù)壓處理后總沉降與吹填淤泥土層厚度有一定的關(guān)系,在工程實(shí)踐中具有一定實(shí)用價(jià)值和借鑒作用。

表5給出了我國(guó)沿海地區(qū)同類(lèi)工程采用真空預(yù)壓處理后(真空預(yù)壓時(shí)間90～120 d)的沉降數(shù)值,可以看出,實(shí)測(cè)總沉降與吹填淤泥土層厚度的比值在0.257～0.384之間,其值隨著初始含水量的增加呈增大趨勢(shì),這同吹填淤泥土吹填后的晾曬時(shí)間有一定關(guān)系,晾曬時(shí)間長(zhǎng)短影響吹填淤泥土真空預(yù)壓處理前的初始含水量(或孔隙比),時(shí)間越短、土體含水量相對(duì)越高、真空預(yù)壓處理實(shí)測(cè)沉降大,則總沉降與處理淤泥層厚度的比值也相對(duì)較大[14-17]。

表5 真空預(yù)壓處理吹填土實(shí)測(cè)沉降(90～120 d)Tab.5 Measured settlement of dredger fill sludge under vacuum preloading(90～120 d)

圖3 吹填土沉降與處理層厚度關(guān)系曲線(90～120 d)Fig.3 Relation curves of settlement and thickness of dredger fill sludge

吹填淤泥土真空預(yù)壓處理期間的沉降量與吹填厚度之間表現(xiàn)出一定的線性關(guān)系,初步分析可能在于吹填淤泥土在真空預(yù)壓處理固結(jié)前后土體始終處于完全飽和狀態(tài),真空預(yù)壓期間所排出水量基本為土顆粒間的自由水,利用三相圖分析,吹填淤泥土的變形即為水的變形,且多為自由水,故而表現(xiàn)為一定的線性關(guān)系,從圖3也可以看出其關(guān)系曲線延伸線經(jīng)過(guò)原點(diǎn)。

圖3對(duì)吹填土沉降與處理層厚度關(guān)系曲線進(jìn)行擬合,得出沉降量與吹填層厚度的比值為0.331。但是由于各工程項(xiàng)目的差異吹填淤泥土處理前含水量大小各不相同,由表5中各項(xiàng)目初始含水量值與沉降量/吹填厚度的關(guān)系可以看出,初始含水量越大、比值越大。工程設(shè)計(jì)時(shí),技術(shù)人員可根據(jù)工程吹填淤泥土的具體性狀,在預(yù)估真空預(yù)壓期沉降值時(shí),充分考慮初始含水量(或孔隙比)的不同對(duì)沉降量/吹填厚度系數(shù)選取的影響。

4 結(jié) 語(yǔ)

分析了國(guó)內(nèi)相關(guān)規(guī)范所涉真空預(yù)壓軟基處理沉降變形的計(jì)算在吹填淤泥土處理設(shè)計(jì)與施工運(yùn)用中存在的不足之處,從理論上對(duì)比吹填淤泥土和天然軟土沉降分析的不同特點(diǎn),得出以下主要結(jié)論:

(1)國(guó)內(nèi)規(guī)范對(duì)真空預(yù)壓處理法的沉降計(jì)算均采用分層總和法和太沙基一維固結(jié)理論,并根據(jù)綜合修正系數(shù)得出總沉降,但對(duì)吹填淤泥土適用性有待進(jìn)一步完善。

(2)吹填淤泥的固結(jié)沉降與一般軟土差別較大。一方面,高壓縮性淤泥地基的固結(jié)是一個(gè)大變形問(wèn)題,土體的自重應(yīng)力水平對(duì)固結(jié)過(guò)程影響很大;另一方面,吹填淤泥土在固結(jié)過(guò)程中滲透系數(shù)和壓縮系數(shù)不是常量,而是隨孔隙比顯著變化。

(3)真空預(yù)壓作用下,土體受到各向等壓作用,側(cè)壓力系數(shù)K0=1,通過(guò)理論推導(dǎo)得出吹填淤泥土的沉降修正系數(shù)范圍為1.1～2.0,遠(yuǎn)大于目前現(xiàn)行規(guī)范的取值范圍,在工程設(shè)計(jì)和施工時(shí)需充分考慮吹填淤泥土的沉降變形特點(diǎn)選擇總沉降的修正系數(shù)值。

(4)通過(guò)各地區(qū)工程實(shí)測(cè)沉降變形分析,得出實(shí)測(cè)沉降與吹填淤泥土層厚度的比值在0.257～0.384之間,在吹填淤泥土設(shè)計(jì)初始階段可作為工程技術(shù)人員預(yù)估沉降的經(jīng)驗(yàn)參數(shù),對(duì)場(chǎng)地標(biāo)高控制和真空預(yù)壓方案參數(shù)的選定具有一定參考價(jià)值。

[1]唐彤芝,黃家青,關(guān)云飛,等.真空預(yù)壓加固吹填淤泥土現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)研究[J].水運(yùn)工程,2010(4):115-122.(TANG Tongzhi,HUANG Jia-qing,GUAN Yun-fei,et al.Experimental study on dredge fill sludge improved by vacuum preloading[J].Port &Waterway Engineering,2010(4):115-122.(in Chinese))

[2]葉國(guó)良,郭述軍,朱耀庭.超軟土的工程性質(zhì)分析[J].中國(guó)港灣建設(shè),2010(5):1-9.(YE Guo-liang,GUO Shu-jun, ZHU Yao-ting.Analysis of engineering property of ultra soft soil[J].China Harbour Engineering,2010(5):1-9.(in Chinese))

[3]JGJ 79-2012,建筑地基處理技術(shù)規(guī)范[S].(JGJ 79-2012,Technical code for ground treatment of buildings[S].(in Chinese))

[4]JTG D30-2004,公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范[S].(JTG D30-2004,Specifications for design of highway subgrades[S].(in Chinese)) [5]JTS 147-2-2009,真空預(yù)壓加固軟土地基技術(shù)規(guī)程[S].(JTS 147-2-2009,Technical specification for vacuum preloading technique to improve soft soils[S].(in Chinese))

[6]JTS 147-1-2010,港口工程地基規(guī)范[S].(JTS 147-1-2010,Code for soil foundations of port engineering[S].(in Chinese))

[7]HG T 20578-95,真空預(yù)壓法加固軟土地基施工技術(shù)規(guī)程[S].(HG T 20578-95,Technical specification of construction for vacuum preloading technique to improve soft soils[S].(in Chinese))

[8]劉漢龍,彭劼,陳永輝.真空-堆載聯(lián)合預(yù)壓的地基沉降簡(jiǎn)化計(jì)算方法[J].巖土力學(xué),2006,27(5):745-748.(LIU Han-long,PENG Jie,CHEN Yong-hui.Simplified method of ground settlement under vacuum combined surcharge preloading [J].Rock and Soil Mechanics,2006,27(5):745-748.(in Chinese))

[9]劉瑩,肖樹(shù)芳,王靖.吹填土室內(nèi)模擬試驗(yàn)研究[J].巖土力學(xué),2004,25(4):518-521.(LIU Ying,XIAO Shu-fang, WANG Jing.Research on indoor scale-down test of dredger fill[J].Rock and Soil Mechanics,2004,25(4):518-521.(in Chinese))

[10]朱耀庭,鄭愛(ài)榮,李衛(wèi).吹填超軟土固結(jié)特性的試驗(yàn)研究[J].湖南大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版,2008,35(11):120-123. (ZHU Yao-ting,ZHENG Ai-rong,LI Wei.Laboratory tests for the consolidation property of dredger fill in the Shenzhen area [J].Journal of Hunan University(Nature Sciences),2008,35(11):120-123.(in Chinese))

[11]關(guān)云飛.吹填淤泥固結(jié)特性與地基處理試驗(yàn)研究[D].南京:南京水利科學(xué)研究院,2009.(GUAN Yun-fei.A study of consolidation characteristic and ground treatment approach of hydraulic fill mud[D].Nanjing:Nanjing Hydraulic ResearchInstitute,2009.(in Chinese))

[12]ADAMCEWICZ A S,MUHUNTHAN B,MASAD E.Soil fabric changes during consolidation[J].ASTM Geotechnical Testing Journal,1997,20(3):347-356.

[13]BAI X,SMART P.Change in microstrocture of kaolinin consolidation and undrained shear[J].Geotcchinique,1997,47(5): 1009-1017.

[15]張俊.新近吹填土超軟地基加固技術(shù)的試驗(yàn)研究[D].天津:天津大學(xué),2012.(ZHANG Jun.Experimental research on reinforcement techniques of dredger fresh fill ultra-soft foundation[D].Tianjin:Tianjin University,2012.(in Chinese))

[16]周子舟.大面積吹填場(chǎng)地淺層及深層地基處理的試驗(yàn)及數(shù)值模擬[D].上海:同濟(jì)大學(xué),2009.(ZHOU Zi-zhou. Experimental and numerical study on shallow and deep improvements of a large dredger fill soft ground[D].Shanghai:Tongji University,2009.(in Chinese))

[17]李衛(wèi),白金勇,楊京方,等.淺層真空預(yù)壓法在加固新吹填粉土及粉質(zhì)黏土地基中的應(yīng)用[J].中國(guó)港灣建設(shè),2010 (4):12-15.(LI Wei,BAI Jin-yong,YANG Jing-fang,et al.Application of surface vacuum preloading method in reinforcing dredge fill silt and silty clay foundation[J].China Harbour Engineering,2010(4):12-15.(in Chinese))

Analysis of modified coefficients for calculating dredger fill sludge settlement under vacuum preloading

GONG Li-fei1,2,ZHU Fang-fang2,TANG Tong-zhi1,2,WU Yue-long2
(1.Nanjing Hydraulic Research Institute,Nanjing 210029,China;2.Nanjing R&D Tech Group Co.,Ltd., Nanjing 210029,China)

Compared with natural soft soil,dredger fill sludge has high initial moisture content(100%)and high initial void ratio,even more than three.By comparing the different relevant norms,it is indicated that the settlement calculation and the settlement value of the modified coefficients of the soft soil in design phase are inadequate to the dredger fill sludge.The settlement characteristics of the dredger fill sludge under vacuum preloading is analyzed by comparing the settlement calculation of the natural soft ground.The analysis results show that the range of the modified coefficients of the dredger fill sludge is much larger than that given in the norms. Additionally,the settlement data of the dredger fill sludge collected from different regions have been analyzed to verify the range of the settlement modified coefficients.Fitting the relationship curves between the measured settlement and thickness of the dredger fill sludge,thus it is concluded that the ratio of the settlement and thickness in 30%of the hydraulic reclamation thickness can be taken into account in the preliminary design phase.

dredger fill sludge;vacuum preloading;settlement;modified coefficient

TU472

A

1009-640X(2014)06-0071-07

2014-04-10

龔麗飛(1981-),男,江蘇海門(mén)人,工程師,碩士,主要從事土力學(xué)及地基處理方面的研究與施工工作。E-mail:lifeigong@126.com