不同堆载方法在软基堆载预压中的稳定性分析_王孝存
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( Department of Geotechnical Engineering , T ongji University , Shanghai 20092) Abstract: On the base of certain project using preloading method to settle its soft foundation in Shanghai, the stability of different loading methods is analyzed in this paper. Based on the / cutting bulk & reducing load0 theory, the echelonshape loading method is introduced. The stabilities of echelon- shape loading method and full- scale loading method applied on soft foundation are analyzed and compared by Bishop. s Circular Slide Method. The results show that the factor of safety of echelon- shape loading method is bigger than that of full- scale loading method. Applying preloading method with echelon- shape load in preloading on soft foundation can consumedly shorten the time limit for a project and increase its stab ility. Key words: circular slide method; preloading method; echelon- shape loading method( ESLM) ; full- scale loading method( FSLM )
王孝存 , 周 健 , 贾敏才
( 同济大学 地下建筑与工程系, 上海 200092)
摘 要: 结合上海某工程堆载预压方案对不同堆载方法稳定性进行了分析。基于/ 削坡减 载0的思想, 提出了梯形荷载堆载法, 利用整体圆弧滑动法 Bishop 条分法对全面堆载法和梯形 堆载法两种堆载方法形成的边坡进行了稳定性分析比较, 得出了梯形法在稳定性和缩短工期 方面都优于全面法的结论。
loading method( ESLM)
4 两种堆载方法的稳定分析
4. 1 安全系数计算 圆弧滑动法又分为整体圆弧滑动法和针对地
基的圆弧滑动法, 前者是把填筑体和地基作为整体 进行分析, 用 Bishop 等条分法对其进行稳定 性分 析, 计算其安全系数[ 6] 。后者是把上部填筑体作为 荷载看待, 如宫川法, 假设滑动面为一圆弧, 计算地 基沿此滑动面的安全系数。本文应用整体圆弧滑 动法 Bishop 条分法, 使用计算机程序进行计算, 计 算中做了如下假定:
E- E 剖面
5 /b
C/ kN/ m3
45
17. 2
30
16. 5
19
18. 8
14
17. 4
22
19. 9
28
201 4
图 1 B1 区地表平面图 Fig. 1 Ground plan of B1 area
图 2 B1 区 D- D 剖面图
Fig. 2 D- D section plane in B1 area
0. 892 1. 247
0. 722 1. 222
1. 475 1. 475
1. 107 1. 277
0. 827 1. 216
+ 12m 0. 723 1. 201
由于场地地基土层分布和土质变化都不大, 两 个剖面的最危险滑动面位置和形状差别也不大, 在 此只给出 E ) E 剖面两种堆载方法在+ 6. 5m( 两种
岸地貌。已建促淤堤位于 B1 区靠海一侧, 为抛石 象, 分布的灰黄~ 灰色淤泥质软粘土层, 属高含水
斜坡堤结构, 顶面标高+ 5. 5~ + 6. 5m, 地基未做 量、高压缩性灵敏软土, 工程地质性质差。地基各
任何加固处理。促淤堤内侧滩地较平缓并稍向海 土层物理力学指标见表 1, 场地平面图见图 1, D-
( 1) 各土层土质是均匀的。 ( 2) 每级堆载是一次性施加的, 不考虑堆载过 程中地基土强度的增加。 ( 3) 促域堤构 成材料假 定为和其 下部土层 相 同, 其容重比其下部土层大的部分换算成地表外加 均匀荷载。 由于工期要求紧, 堆载施工较快, 回填堆载面 积较大, 软弱土层厚度较大, 各土层物理力学指标 采用固结快剪( 直剪) 试验参数。对 B1 区 D ) D 剖 面和 E ) E 剖面分别进行了计算, 最小安全系数见 表 2。
B1 区先吹填砂至+ 4. 5m, 然后在 B1 区和促淤 堤外侧 20m 范围内打设竖向塑料排水 带, 塑料排 水带施工完毕后, 在促淤 堤外侧 20m 范围内抛填 块石至+ 4. 5m 进行护坡反压, 在 B1 区用自卸卡车 均匀地填筑开山石至+ 6. 5m, 之后再分三层均匀 堆载土石至+ 12m, 具体分层为: 第一层厚度 2m, 第 二层厚度 2m, 第三层厚度 1. 5m。
图 3 B1 区 E- E 剖面图 Fig. 3 E- E section plane in B1 area
3 梯形堆载法的提出
3. 1 削坡减载
极限平衡法假定边坡滑体是刚性体, 且边坡的
滑动面形式也是事先假定的。虽然基本假定有缺
陷, 计算结果是近似的, 但它简捷方便, 为工程界普
遍采用, 积累了丰富的工程经验。实践表明该法的
量分析方法[ 1] , 文献[ 2] ~ [ 5] 对边坡的破坏形式和 稳定分析方法进行了分析评价, 认为圆弧型极限平 衡法比较适用于土质边坡, 此法经过大量的工程应 用, 已为工程界普遍接受。目前常用的是基于极限 平衡理论的分析方法, 圆弧滑动法就是其中一种土 坡稳定分析的最常用方法[ 6] 。
本文基于/ 削坡减载0的思想[ 7] , 提出了梯形堆 载法, 对全面堆载法和梯形堆载法形成边坡的稳定 性进行了分析比较, 得出只要堆载形成的边坡面形 状合理, 其稳定系数就可以大大提高, 可以大大缩 短工期。分析结果对受堆载形成边坡影响的软基
图 4 全面堆载法 Fig. 4 Sketch map of full- scale loading method( FSLM )
图 5 梯形堆载法 Fig. 5 Sketch map of echelon- shape loading method( ESLM)
图 6 梯形法堆载顺序 Fig . 6 Loading sequence of echelon- shape
倾斜, 淤泥质粘土厚度在 8m~ 16m 之间, 天然泥面 标高约 + 1. 3~ + 3. 5m, 渗透 系数为 3. 69 @ 10- 7
D 剖面见图 2, E- E 剖面见图 3。
表 1 各土层物理力学指标
Table 1 Physical and mechanical indices of different soils
关键词: 圆弧滑动法; 堆载预压; 梯形堆载法; 全面堆载法
中图分类号: TU446
文献标识码: B
Stability Analysis of Preloading on Soft Foundation by Different Methods
WANG Xiao- cun , ZHOU Jian , JIA Min- cai
堆载稳定性进行了探讨, 为类似工程提供了一些借
X 收稿日期: 2004-11- 08( 修改稿) 作者简介: 王孝存( 1975- ) , 男, 同济大学地下建筑与工程系岩土工程博士, 主要从事地基基础研究。
2005 年第 2 期
王孝存, 等: 不同堆载方法在软基堆载预压中的稳定性分析
301
鉴。
cm/ s( 垂直) 和 1. 01 @ 10- 6 cm/ s( 水平) , 孔隙比高,
1 前言
软土地基压缩性大、孔隙比大、渗透性小、强度 低, 在自重或外荷作用下会产生很大的沉降和差异 沉降, 且沉降持续时间较长。为了满足基础荷载, 通常要对其采取地基处理措施, 来增加密实度, 提 高抗剪强度, 降低压缩性。其中, 堆载预压法是工 程上应用广泛, 技术经济合理, 行之有效的软基处 理方法, 尤其适用于深厚软弱地基。稳定性分析是 堆载预压法中应重点考虑的问题之一, 由于加荷分 级不当或加荷速度过快引起地基失稳问题的工程 实例报道很多。边坡稳定性分析还只是一种半定
堆载方法的+ 6. 5m 坡面形式是相同的) 、+ 8. 5m、 + 10. 5m 和 + 12m 时的 最危 险滑动 面 ( 图 7~ 图
13) 。
4. 2 结果分析
本文采用5港口工 程地基规范6( JTJ250- 98) 规定的安全系数容许值为 1. 2, 表 2 中可以看出+ 6. 5m 高程堆载是安全的, 全面法+ 6. 5m 高程以上 堆载处于临界稳定或不安全状态, 梯形法+ 6. 5m 高程以上堆载则是安全的。每加一层堆载全面法
第1卷 第2期 2005 年 04 月
地下空间与工程学报 Chinese Journal of Underground Space and Engineering
文章编号: 1673-0836( 2005) 02- 0300- 05
Vol. 1 Apr. 2005
不同堆载方法在软基堆载预压中的稳定性分析X
王孝存 , 周 健 , 贾敏才
( 同济大学 地下建筑与工程系, 上海 200092)
摘 要: 结合上海某工程堆载预压方案对不同堆载方法稳定性进行了分析。基于/ 削坡减 载0的思想, 提出了梯形荷载堆载法, 利用整体圆弧滑动法 Bishop 条分法对全面堆载法和梯形 堆载法两种堆载方法形成的边坡进行了稳定性分析比较, 得出了梯形法在稳定性和缩短工期 方面都优于全面法的结论。
loading method( ESLM)
4 两种堆载方法的稳定分析
4. 1 安全系数计算 圆弧滑动法又分为整体圆弧滑动法和针对地
基的圆弧滑动法, 前者是把填筑体和地基作为整体 进行分析, 用 Bishop 等条分法对其进行稳定 性分 析, 计算其安全系数[ 6] 。后者是把上部填筑体作为 荷载看待, 如宫川法, 假设滑动面为一圆弧, 计算地 基沿此滑动面的安全系数。本文应用整体圆弧滑 动法 Bishop 条分法, 使用计算机程序进行计算, 计 算中做了如下假定:
E- E 剖面
5 /b
C/ kN/ m3
45
17. 2
30
16. 5
19
18. 8
14
17. 4
22
19. 9
28
201 4
图 1 B1 区地表平面图 Fig. 1 Ground plan of B1 area
图 2 B1 区 D- D 剖面图
Fig. 2 D- D section plane in B1 area
0. 892 1. 247
0. 722 1. 222
1. 475 1. 475
1. 107 1. 277
0. 827 1. 216
+ 12m 0. 723 1. 201
由于场地地基土层分布和土质变化都不大, 两 个剖面的最危险滑动面位置和形状差别也不大, 在 此只给出 E ) E 剖面两种堆载方法在+ 6. 5m( 两种
岸地貌。已建促淤堤位于 B1 区靠海一侧, 为抛石 象, 分布的灰黄~ 灰色淤泥质软粘土层, 属高含水
斜坡堤结构, 顶面标高+ 5. 5~ + 6. 5m, 地基未做 量、高压缩性灵敏软土, 工程地质性质差。地基各
任何加固处理。促淤堤内侧滩地较平缓并稍向海 土层物理力学指标见表 1, 场地平面图见图 1, D-
( 1) 各土层土质是均匀的。 ( 2) 每级堆载是一次性施加的, 不考虑堆载过 程中地基土强度的增加。 ( 3) 促域堤构 成材料假 定为和其 下部土层 相 同, 其容重比其下部土层大的部分换算成地表外加 均匀荷载。 由于工期要求紧, 堆载施工较快, 回填堆载面 积较大, 软弱土层厚度较大, 各土层物理力学指标 采用固结快剪( 直剪) 试验参数。对 B1 区 D ) D 剖 面和 E ) E 剖面分别进行了计算, 最小安全系数见 表 2。
B1 区先吹填砂至+ 4. 5m, 然后在 B1 区和促淤 堤外侧 20m 范围内打设竖向塑料排水 带, 塑料排 水带施工完毕后, 在促淤 堤外侧 20m 范围内抛填 块石至+ 4. 5m 进行护坡反压, 在 B1 区用自卸卡车 均匀地填筑开山石至+ 6. 5m, 之后再分三层均匀 堆载土石至+ 12m, 具体分层为: 第一层厚度 2m, 第 二层厚度 2m, 第三层厚度 1. 5m。
图 3 B1 区 E- E 剖面图 Fig. 3 E- E section plane in B1 area
3 梯形堆载法的提出
3. 1 削坡减载
极限平衡法假定边坡滑体是刚性体, 且边坡的
滑动面形式也是事先假定的。虽然基本假定有缺
陷, 计算结果是近似的, 但它简捷方便, 为工程界普
遍采用, 积累了丰富的工程经验。实践表明该法的
量分析方法[ 1] , 文献[ 2] ~ [ 5] 对边坡的破坏形式和 稳定分析方法进行了分析评价, 认为圆弧型极限平 衡法比较适用于土质边坡, 此法经过大量的工程应 用, 已为工程界普遍接受。目前常用的是基于极限 平衡理论的分析方法, 圆弧滑动法就是其中一种土 坡稳定分析的最常用方法[ 6] 。
本文基于/ 削坡减载0的思想[ 7] , 提出了梯形堆 载法, 对全面堆载法和梯形堆载法形成边坡的稳定 性进行了分析比较, 得出只要堆载形成的边坡面形 状合理, 其稳定系数就可以大大提高, 可以大大缩 短工期。分析结果对受堆载形成边坡影响的软基
图 4 全面堆载法 Fig. 4 Sketch map of full- scale loading method( FSLM )
图 5 梯形堆载法 Fig. 5 Sketch map of echelon- shape loading method( ESLM)
图 6 梯形法堆载顺序 Fig . 6 Loading sequence of echelon- shape
倾斜, 淤泥质粘土厚度在 8m~ 16m 之间, 天然泥面 标高约 + 1. 3~ + 3. 5m, 渗透 系数为 3. 69 @ 10- 7
D 剖面见图 2, E- E 剖面见图 3。
表 1 各土层物理力学指标
Table 1 Physical and mechanical indices of different soils
关键词: 圆弧滑动法; 堆载预压; 梯形堆载法; 全面堆载法
中图分类号: TU446
文献标识码: B
Stability Analysis of Preloading on Soft Foundation by Different Methods
WANG Xiao- cun , ZHOU Jian , JIA Min- cai
堆载稳定性进行了探讨, 为类似工程提供了一些借
X 收稿日期: 2004-11- 08( 修改稿) 作者简介: 王孝存( 1975- ) , 男, 同济大学地下建筑与工程系岩土工程博士, 主要从事地基基础研究。
2005 年第 2 期
王孝存, 等: 不同堆载方法在软基堆载预压中的稳定性分析
301
鉴。
cm/ s( 垂直) 和 1. 01 @ 10- 6 cm/ s( 水平) , 孔隙比高,
1 前言
软土地基压缩性大、孔隙比大、渗透性小、强度 低, 在自重或外荷作用下会产生很大的沉降和差异 沉降, 且沉降持续时间较长。为了满足基础荷载, 通常要对其采取地基处理措施, 来增加密实度, 提 高抗剪强度, 降低压缩性。其中, 堆载预压法是工 程上应用广泛, 技术经济合理, 行之有效的软基处 理方法, 尤其适用于深厚软弱地基。稳定性分析是 堆载预压法中应重点考虑的问题之一, 由于加荷分 级不当或加荷速度过快引起地基失稳问题的工程 实例报道很多。边坡稳定性分析还只是一种半定
堆载方法的+ 6. 5m 坡面形式是相同的) 、+ 8. 5m、 + 10. 5m 和 + 12m 时的 最危 险滑动 面 ( 图 7~ 图
13) 。
4. 2 结果分析
本文采用5港口工 程地基规范6( JTJ250- 98) 规定的安全系数容许值为 1. 2, 表 2 中可以看出+ 6. 5m 高程堆载是安全的, 全面法+ 6. 5m 高程以上 堆载处于临界稳定或不安全状态, 梯形法+ 6. 5m 高程以上堆载则是安全的。每加一层堆载全面法
第1卷 第2期 2005 年 04 月
地下空间与工程学报 Chinese Journal of Underground Space and Engineering
文章编号: 1673-0836( 2005) 02- 0300- 05
Vol. 1 Apr. 2005
不同堆载方法在软基堆载预压中的稳定性分析X
