饱和软土地基沉降计算方法

堆载预压法处理软基沉降实测与理论计算分析李少和1，黄曼2，林群仙1（1.浙江工业职业技术学院建筑工程分院，浙江绍兴3120002；2.绍兴文理学院土木工程学院，浙江绍兴312000）摘要：鉴于沿海地区饱和软粘土具有高压缩性、强度低等特点，修建公路工程中地基的沉降变形不能满足工后要求，因此必须对地基进行处理，以便满足工程需要。

文中以一个塑料排水系统的堆载预压法工程实例实测资料与沉降理论公式的计算，分析两者的差异以及造成的原因，提出有益的结论供相似工程借鉴。

关键词：软土地基；堆载预压；工后沉降；理论计算中图分类号：TU470文献标识码：A文章编号：1001-7119（2015）09-0093-04Soft Foundation Settlement Measurement and Theoretical Calculation AnalysisUsing Stack Preloading Method TreatmentLi Shaohe 1，Huang Man 2，Lin Qunxian 1（1.Department of Construction Engineering ，Zhejiang Industry Polytechnic College ，Shaoxing 312000，China ；2.College of Civil Engineering ，Shaoxing University ，Shaoxing 312000，China ）Abstract ：In view of the coastal areas of saturated soft clay has high compressibility,low intensity,Thesettlement of building foundation in highway engineering deformation can not meet the requirement of the after work,so you must to deal with foundation,in order to meet the needs of the project.This paperwith a plastic drainage system stack preloading engineering examples,the measured data and subsidence theoretical formula calculation,to analyze the differences and reasons,put forward useful conclusions provide reference for the similar engineering.Keywords ：soft ground ；stack preloading ；post-construction settlement ；the theoretical calculation收稿日期：2015-06-10基金项目：国家自然科学基金资助项目（41302257）；浙江省自然科学基金资助项目（LQ13D020001）；绍兴市科技局项目（2012B70025）。

深圳地区软土地基沉降计算方法研究陈广尧(深圳市南华岩土工程有限公司，广东深圳518020)喃要]深圳地区工程设计中多采用一维固结沉降公式的两种形式计算软土地基的主固结沉降：．按r e-p曲线，即压缩系数a1-2或压缩模量E s的计算公式；按e-l ogp曲线，考虑软土应力历史特征即压缩指数Cc的计算公式。

采用压缩指数和e-l ogp曲线计算更符合实际一些，但由于深圳地方规范的要求以及工程师的经验和习’潢，大量工程采用e—P曲线法计算软土地基的沉降。

对于一维固结沉降公式两种形式的计算精度，将结合深圳市某污水处理厂软土地基处理工程监测成果进行探讨以提出符合深圳地区软土实际的沉降计算方法。

【关键词】深圳地区；软土地基；沉降计算目前沉降计算可归纳为两类：一类是以Ter zaghi(1925)经典土力学为基础的理论公式法，由于其简便直观、计算参数少，在工程中得到了广泛的应用，实际计算中常在主固结沉降的基础上乘以一个综合经验系数来考虑侧向位移、瞬时沉降、次固结变形等因素，综合经验系数的选取依赖于设计人员的经验，必然引起很大的误差；另一类是以有限元为代表的数值计算方法，能考虑复杂的边界条件、土体应力一应变关系的非线性}辛陛以及水与土骨架的应力祸合效应、能考虑侧向变形、三维渗流对沉降的影响、可以模拟现场逐级加荷和处理超填土问题，但处理大变形固结问题时，计算结果偏离较大。

由于有限元程序复杂、计算模型所需要的参数不能由常规试验确定，难以为一般工程设计人员接受，故在工程中不可能完全取代经典分析法。

深圳地区工程设计中多采用一维固结沉降公式的两种形式计算软土地基的主固结沉降：按e-p曲线，即压缩系数a，。

或压缩模量E。

的计算公式；按e-l ogp曲线，考虑软土应力历史特征即压缩指数C。

的计算公式。

采用压缩指数和e-l ogp曲线计算更符合实际一些，但由于深圳地方规范的要求以及工程师的经验和>-3惯，大量工程采用e—P曲线法计算软土地基的沉降。

堤身沉降计算及预留超高值软土地基在荷载作用下，总沉降包括：瞬时沉降Sd、主固结沉降Sc和次固结沉降Ss，总沉降S∞可按下式计算：
S∞=Sd+Sc+Ss；
瞬时沉降和次固结沉降较难通过理论计算，瞬时沉降一般为主固结沉降的20%~40%。

次固结沉降一般为主固结沉降的5%~10%。

主固结沉降是由于施工加荷后，土体排水固结而产生的沉降。

这部分沉降采用分层总和法。

∑=+ -
=
n
i
i
i
i
i
c
h
e
e
e
S
112
1
1
由于在计算过程中较难将瞬时沉降、主固结沉降、次固结沉降三者区分开，所以在计算中，通过计算主固结沉降，再用沉降计算经验系数修正，即按下式计算总沉降S∞：S∞=Ms×Sc
根据浙东沿海软土地基上筑堤的经验，一般沉降计算经验系数Ms取1.4~1.6，本次取1.5。

本次计算了东堤、南堤、西堤典型断面各点的沉降量，堤顶最大计算沉降量见下表。

计算代表断面堤顶最大沉降量成果表
施工图中各标高均为设计标高，堤身各级层面需按理论沉降值与实际观测的差值预留超高值。

目前根据经验分析暂定各部分顶面超高值为别为：挡浪墙60cm，堤顶路面内外侧分别为50m和60cm，外海侧4.5或5.5平台内外侧分别为60cm 和40cm，砼灌砌块石和理砌块石平台内外侧分别为40cm和30cm，后破土方5.1m和3.5m及3.0等平台分别为50cm和40cm。

该值仅供施工中参考，今后需根据施工期原型观测资料分析，由设计单位、建设单监理单位和施工单位等相关部门商量确定预留工后沉降量。

如何准确测算软基沉降在高速公路的修建过程中，不可避免地要通过软土地基。

由于软土地基的压缩性大、承载力低、在外荷作用下会产生较大的变形，而过大的沉降或沉降差会影响路面的平整度及路面结构的稳定性，继而影响行车速度和安全。

因此，软土地基沉降计算方法的可靠程度对软土地区高速公路的建设具有十分重要的意义。

1 软土地基沉降的计算方法《公路软土地基路堤设计与施工技术规范》中计算软土地基的总沉降量有两种方法：一种是按瞬时沉降（Sd）、主固结沉降（ Sc）、次固结沉降（Ss）之和计算，即 S=Sd+Sc+Ss。

一种是采用经验系数校正法即 S=m·Sc ，m为沉降系数，它是考虑了地基的初始沉降、塑性变形及其它影响因素的综合修正系数，其大小与地基条件，荷载强度，加载速率等因素有关，取值范围为1. 1～1.7。

瞬时沉降是指在荷载作用下，因地基侧向剪切变形而产生的沉降，一般认为是当路堤填土荷载施加后立即发生并很快完成的，目前一般按弹性理论计算。

主固结沉降是由于地基排水固结而产生的沉降，一般采用一维压缩的分层总和法。

根据计算中所用试验参数的差异，分层总和法包括e-p 曲线法、压缩系数av法和压缩指数Cc 法等。

次固结沉降是指作用在土骨架上的有效应力基本保持不变的条件下，地基随时间的增长而发生的沉降,一般可利用土样的室内试验结果进行估计，其计算可按从主固结沉降完成后开始，由e-lgP曲线的斜率采用次固结系数法近似求得。

2 计算的误差分析2.1荷载强度计算路堤荷载作用下地基中不同深度处的附加应力是计算地基主固结沉降的重要内容，路堤荷载计算是把路堤看成一个梯形断面的无限长垂直条形均布荷载来考虑的，这与现场实际情况会存在一定差距。

地基沉降计算时，路堤荷载一般取为梯形断面范围内的填土荷重，但由于软土地基的沉降量较大，在施工期间的地基沉降是由后继填土补填起来的，从而会使实际填土荷载大于原设计荷载。

另外，当地下水位很高时，沉降至地下水位以下的填土会受到水的浮力作用，导致基底附加应力减少，从而影响了地基土附加应力的计算精度。

试论软粘土地基的沉降计算【摘要】高等级公路修筑在软粘土地基上，必然引起地基内应力，使地基变形从而使路堤下沉。

路堤的沉降以及同一路堤不同部位的差异沉降的计算，是判断行车顺畅和地基稳定的重要资料。

本文分析了软粘土地基沉降的分析计算问题。

【关键词】软粘土;地基;沉降计算1.软粘土地基的工程特性分析目前我国展开大规模建设的沿海地区，分布着大面积的软粘土地基。

所谓软粘土地基，即是由淤泥、淤泥质土和部分冲填土、杂填土以及其它高压缩性土组成的地基。

这类土一般具有以下的一些工程特性:1.1土的抗剪强度很低抗剪强度与加荷速度及排水固结条件密切相关。

根据大量土工试验的数据结果，我国软粘土的天然不排水抗剪强度一般小于20KPa，其变化范围一般为5-25KPa，与其它非软粘土的不排水抗剪强度相比，其差距还是比较明显的。

软粘土的直剪快剪内摩擦角一般为20-50，内聚力一般在10-15KPa之间。

排水条件下的抗剪强度随固结程度的增加而增大，固结快剪的内摩擦角一般为80-120，内聚力为20KPa左右。

这表明随着土体超孔隙水的排除，土体得到压密，强度得以增强。

因此，要提高软粘土的地基强度，必须控制施工和使用时的加荷速度，特别是在开始阶段加荷不能过大，以便使增加的每一级荷重与土体在新的受荷条件下强度的提高相适应。

反之，土体中的水分将来不及排出，土体强度不但来不及得到提高，反而会由于上中孔隙水压力的急剧增大，有效应力降低，而产生土体的挤出破坏。

1.2土的压缩性较高天然状态的软粘土层大多数属于正常固结状态，但也有部分属于超固结状态，近代海岸滩涂沉积为欠固结状态。

由此产生的总沉降是很显著的。

该类上高压缩性的形成，首先在于其一定程度的欠压密性。

在软粘土沉积的初期，土粒间由于形状不规则和粒间电荷，使其形成一定强度的粒间联结，从而阻碍它已进一步压密。

其次，与其组成成分和结构所决定的高容水性以及低渗透性有关，土中的水不易排除，不易压密。

1.3土的含水量较高，孔隙比较大根据统计资料显示，软粘土的一般含水量为35%-80%，孔隙比约为1-2。

软土地基沉降计算
软土地基沉降计算是指根据软土地基的特性和荷载条件，通过计算来预测地基在荷载作用下的垂直位移量。

软土地基的沉降主要包括立即沉降和长期沉降两个方面。

立即沉降是指荷载施加后地基的初始沉降，一般由地基的重压引起，可以通过地基沉降试验或者经验公式进行预测。

而长期沉降则是指在荷载作用下，地基逐渐继续沉降的过程。

长期沉降一般由以下几个因素决定：土壤的压缩特性、剪切刚度、孔隙水压力变化等。

软土地基沉降计算的一般步骤如下：
1. 通过现场勘察和土质分析，确定软土地基的性质和特征参数；
2. 根据地基受到的荷载情况，计算出单位面积的荷载大小；
3. 根据软土地基的压缩特性和剪切刚度参数，利用合适的沉降计算方法，计算出荷载引起的立即沉降；
4. 根据土壤的压缩特性曲线和剪切变形参数，计算出荷载引起的长期沉降；
5. 对立即沉降和长期沉降进行合并计算，得到总体的地基沉降；
6. 利用计算结果进行地基设计和建设的评估。

需要注意的是，软土地基的沉降计算比较复杂且存在较大的不确定性，因此在实际工程中还需要考虑一定的安全系数，并进行实测验证和监测。

同时，不同的软土地基可能需要采用不同的计算方法和模型，具体计算时需要结合实际情况和相关规范进行综合分析。

海堤施工中软土地基沉降计算分析随着城市化进程的加快，海岸线的建设也越来越受到重视。

海堤是一种重要的海岸防护措施，可以保护海岸线不受侵蚀，同时也可以为人们提供旅游、观光和娱乐场所。

然而，海堤的建设不仅需要考虑到防波堤的抵御力，还需要特别关注软土地基的沉降问题。

本文将从海堤施工中软土地基沉降计算与分析角度出发，探究海堤施工中的沉降问题。

一、软土地基的特点软土地基是指由于含水量高、结构疏松、抗剪强度低等原因，导致地质力学性能异常差，易于引发地基沉降、沉降加速、渗流和液化等问题的一类土壤。

软土地基的特点是地基沉降大、时间长、非均匀性强、沉降面广、不稳定性高。

海岸作为一个相对易受侵蚀的区域，其土地多为海洋沉积物，软土地基比例较高，势必对海堤施工带来一定的难度。

二、影响因素软土地基的沉降与许多因素有关，如区域地质条件、地面附加荷载、水文条件、地表下渗流动、施工作业等因素。

在海堤施工中，由于挖掘土方的过程中会扰动地下水位，影响土壤物理力学性质，因此地下水变化也是一个需要考虑的因素。

此外，海堤施工所使用的填筑土、石子、水泥等材料也会对软土地基的沉降产生影响。

三、计算方法针对软土地基的沉降问题，其计算方法大致分为经验公式法、数值模拟法和国外试验法。

其中，经验公式法以其速度快、精度高等特点，是目前广泛使用的一种方法。

经验公式法的优点在于快速计算，容易理解。

但是经验公式法在应用时需要依赖于大量的实测数据，同时其适用范围有限。

相对于经验公式法，数值模拟法则更为精确。

数值模拟法可以通过有限元分析（FEM）、有限差分法（FDM）和超元法（FEM）等方法进行计算，可更好地反映软土地基沉降问题的实际情况。

数值模拟法需要建立地基-结构-土层耦合模型，模拟实际施工情况下的地基沉降规律，并可以考虑多种相互影响的因素。

但是，数值模拟法的计算复杂度较大，需要建立精细的模型，同时计算时间较长。

国外试验法是一种新的方法，是目前较为热门的一种沉降计算方法。