王厚星,陳德勇

（河北建設(shè)勘察研究院有限公司，石家莊050031）

某預(yù)壓荷載工程飽和軟土抗剪強(qiáng)度的分析研究

王厚星,陳德勇

（河北建設(shè)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(yù)壓荷載之前進(jìn)行了十字板剪切原位測(cè)試，得出未處理前的飽和軟土抗剪強(qiáng)度，處理200d后計(jì)算出飽和度，并再次進(jìn)行十字板剪切原位實(shí)驗(yàn)得出處理后飽和軟土的抗剪強(qiáng)度，對(duì)比分析處理后根據(jù)飽和度計(jì)算的抗剪強(qiáng)度與十字板剪切實(shí)驗(yàn)得出的抗剪強(qiáng)度，發(fā)現(xiàn)兩者相差3.87kPa，小于5%。

飽和軟土;預(yù)壓荷載;地基處理;抗剪強(qiáng)度

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

1 引言

在工程實(shí)踐以及相關(guān)規(guī)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(xì)粒土[1]。淤泥、淤泥質(zhì)土、泥炭、泥炭質(zhì)土等都統(tǒng)稱為軟土。在各種軟土中，淤泥類土在我國(guó)的分布最為廣泛[2]。

由于軟土具有大孔隙比，低抗剪強(qiáng)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(huì)會(huì)出現(xiàn)不均勻沉降、工后沉降等一系列問題。

本文的研究對(duì)象為沿海某地的飽和軟土堆載預(yù)壓地基處理中飽和軟土的抗剪強(qiáng)度的問題，對(duì)于工程中類似問題有一定的參考價(jià)值[3]。

2 工程概況

該工程位于沿海某地，飽和軟土層厚8m，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)取樣，由室內(nèi)固結(jié)實(shí)驗(yàn)測(cè)得軟土的徑向排水固結(jié)系數(shù)與豎向排水固結(jié)系數(shù)相同，cv和ch都為8.5×10-4cm2/s，滲透實(shí)驗(yàn)測(cè)得豎向滲透系數(shù)kv為2.2×10-7cm/s，徑向滲透系數(shù)kh=1.7×10-7cm/s，三軸固結(jié)不排水壓縮試驗(yàn)測(cè)得的土的內(nèi)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(guī)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(yù)壓和堆載預(yù)壓互相結(jié)合的方式，真空預(yù)壓為瞬時(shí)加載，加載量為80kPa，堆載預(yù)壓分二級(jí)加載，第一級(jí)為60kPa，10d內(nèi)加載完成，預(yù)壓60d，第二級(jí)為60kPa，10d內(nèi)加載完成，預(yù)壓60d。

3 工程案例計(jì)算

3.1 固結(jié)度計(jì)算

本工程加載-時(shí)間曲線如圖1所示，固結(jié)度計(jì)算采用《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》[4]（JGJ79—2012)5.2.7條公式：

式中，ΣΔQ=200kPa；對(duì)于本工程，真空預(yù)壓q1=80kPa；堆載固結(jié)總時(shí)間t=200d；塑料板排水當(dāng)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?yàn)?7.4＞15，所以，10-7/s=0.021/d。

圖1 加載-時(shí)間曲線

3.2 堆載預(yù)壓前十字板抗剪強(qiáng)度計(jì)算

該工程在堆載預(yù)壓之前，采用原位實(shí)驗(yàn)十字板剪切實(shí)驗(yàn)測(cè)出不排水抗剪強(qiáng)度如表1所示。

表1 預(yù)壓前十字板剪切實(shí)驗(yàn)測(cè)得的飽和軟黏土抗剪強(qiáng)度

該地區(qū)巖土參數(shù)與深度的相關(guān)系數(shù)經(jīng)驗(yàn)值r為0.98；十字板抗剪強(qiáng)度平均值標(biāo)準(zhǔn)差 σf=剩 余 標(biāo) 準(zhǔn) 差 σr=σfτ0=γsφm=11.59kPa。

3.3 預(yù)壓荷載加載后200d抗剪強(qiáng)度

該工程在堆載預(yù)壓之后200d，采用原位實(shí)驗(yàn)十字板剪切實(shí)驗(yàn)測(cè)出不排水抗剪強(qiáng)度如表2所示。

表2 預(yù)壓前十字板剪切實(shí)驗(yàn)測(cè)得的飽和軟黏土抗剪強(qiáng)度同3.2計(jì)算得τf=53.72kPa。

3.4 根據(jù)固結(jié)度計(jì)算抗剪強(qiáng)度

根據(jù)《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》JGJ79—2012)5.2.11條公式：

式中,tft為t時(shí)刻土的抗剪強(qiáng)度；τf0為地基土的天然抗剪強(qiáng)度；Δσz為預(yù)壓荷載引起的改點(diǎn)的附加豎向應(yīng)力；Ut為計(jì)算時(shí)刻的固結(jié)度；φcu為固結(jié)不排水內(nèi)摩擦角。

將3.2，3.3條中數(shù)據(jù)代入式（2）得：tft=57.59kPa。

4 結(jié)論

1)案例工程堆載預(yù)壓200d的固結(jié)度為0.92；

2)固結(jié)度及地基處理前的抗剪強(qiáng)度計(jì)算為57.59kPa，比原位實(shí)驗(yàn)十字板剪切實(shí)驗(yàn)測(cè)得的抗剪強(qiáng)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(shí)驗(yàn)的抗剪強(qiáng)度反算固結(jié)度，能夠滿足工程精度要求。

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

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

【3】沈建東.塑料排水板堆載預(yù)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(xué),2012.

【4】JGJ79—2012建筑地基處理技術(shù)規(guī)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(jí)工程師，從事巖土工程技術(shù)研究，（電子信箱）275726392@qq.com。