饱和软土地基堆载预压排水固结沉降特性研究_黄建华
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软土的主要工程特性分析摘要:软土地基具有承载力低、沉降量大、固结完成时间长等不利的工程特性。
在软土地基上修筑高速公路,潜在的工后沉降会对交通运输造成相当大的危害,因此要对地基的沉降进行较为准确的预估。
深入探讨软土地基的沉降发展规律,利用有限的沉降实测数据,选取合理的预测模型及方法预测地基的后期沉降,对于控制施工进度,指导后期的施工组织与安排,具有重要的理论与工程实际意义。
关键词:软土地基;地基沉降;固结;粘聚力;含水率;孔隙比;抗剪强度;颗粒级配1引言近年来,随着国家基础设施投资力度的加大,高速公路的建设进入了一个新的发展阶段。
高速公路是带状构筑物,跨越地区广,沿线地质条件复杂。
我国的高速公路多修筑于沿海各省,土的类别多为淤泥、淤泥质粘土、淤泥质亚粘土及淤泥混砂层。
这类地基具有含水率高、压缩性大、渗透性小、强度低等特点。
在这类地基上修建公路,会遇到稳定及变形等问题,特别是高速公路,其最小弯道半径一般为800米,不仅要求路堤稳定,而且对工后沉降要求较高,需要严格控制工后不均匀沉降。
从已建软基上的高速公路的运行情况来看,工后沉降较大,特别是造成”桥头跳车”,轻者影响行车速度,损坏车辆,重者导致交通事故,造成人员伤亡。
2软土的主要工程特性1.含水量高淤泥和淤泥质土的含水量一般为50%~70%,液限一般为40%~60%,天然含水量随液限的增大而增大。
2.孔隙比大一般大于1.0,天然软土的孔隙比往往比同一垂直压力下的重塑土孔隙比高出 0.2~0.4。
3.渗透性小其渗透系数数值一般在1??0-4 -1??0-8cm/s之间。
而大部分淤泥和淤泥质土地区,由于该土层中夹有数量不等的薄层,故在垂直方向的渗透系数比水平方向要小。
4.压缩性高淤泥和淤泥质土的压缩系数a1-2般为0.7- 1.5mpa-1,最大达4.5mpa-1,且随着土的液限和天然含水量的增大而增高。
5.抗剪强度低软土的抗剪强度与加荷速率及排水固结条件密切相关。
沿海软基堆载预压期路堤沉降规律研究摘要:详细阐述了软土路基沉降观测的原理、监测仪器的埋设以及监测方法。
对堆载预压期间路基的沉降变形进行综合研究,最终确定地基受上部荷载主要作用位置只在浅层淤泥层,并根据沉降曲线可判定路基是否处于稳定阶段,从而指导施工,减少浪费。
关键词:堆载预压,软土地基,沉降观测1 引言软土作为一种不良地基具有承载力低、沉降量大、固结时间长等不良工程特性,在道路修筑过程中,经常遇到软土地基等地质条件较差的地段,如果路基填筑速度过快,就会造成软土层沉降过大,发生剪切破坏,地基失稳,对工程安全带来隐患。
因此,对沉降变形的现场观测以及沉降规律的总结研究对保障施工安全以及指导施工进度有着重要意义。
本文结合胶州湾产业基地围海工程防潮堤建设工程,对填方路堤进行了路基沉降、孔隙水压力、分层沉降、土体水平位移现场观测,并根据其变化情况,研究现场软基沉降规律。
根据沉降曲线的斜率变化,确定路堤所处变形状态当斜率增长过快时控制填土速率,当沉降曲线持续平缓时,可以卸载。
2 工程概况胶州湾产业基地围海工程防潮堤总长9654.96米,海堤工程的级别为2级,允许部分越浪设计。
海堤工程所在地属暖温带季风气候区,多年平均气温为12.2摄氏度,8月平均25.5摄氏度,1月平均-1.2摄氏度,夏无酷暑,冬无严寒,平均降雨量775.6毫米,湾东部多雾,年平均雾日为50天,主要出现在秋末和冬季。
工程地质条件工程场地地层分布稳定,层序较清晰,上覆土层主要由第四系淤泥质土,粘性土,砂土组成,下伏基岩为白垩纪-第三系古新统王氏群胶州组泥质砂岩。
依据《青岛综合地层表》,工程场地第四系地层自上而下大体分为三个沉积层:以中砂为主的第12层陆相沉降层,以中砂为主的第8层海沉积层,以淤泥质土为主的第6层海相沉积层。
表层淤泥和淤泥质黏土平均厚度11米,均为高含水量,极微透水,固结条件差,高压缩性,低强度软土。
3 施工过程及监测方案3.1 施工流程海堤工程施工流程为:清基-铺设有纺土工布-抛填碎石垫层-插设塑料排水板,施工振动沉管砂石桩-铺设土工格栅-外坡镇压层大块石抛石护底机械理平-主堤,子堤石坝分层抛填石方,主堤内坡,子堤外坡铺设碎石及复合土工布,闭气土方分层填筑跟进-等载预压-沉降稳定后,C20细石砼灌砌块石挡墙及铺砌外侧花岗岩条石-防浪墙及堤顶道路,绿化。
2005年4月水 利 学 报SHUILI XUEBAO 第36卷 第4期收稿日期:2004 03 01基金项目:国家重点基础研究发展规划(973)项目(2002CB412704);湖北省自然科学基金项目(2004BA02A)作者简介:孟庆山(1974-),男,河北玉田人,博士,主要从事岩土力学和软基加固处理研究。
文章编号:0559 9350(2005)04 0467 06冲击荷载下饱和软黏土的孔压和变形特性孟庆山,汪稔,刘观仕(中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学重点实验室,湖北武汉 430071)摘要:利用室内动力固结试验装置,对淤泥质饱和软黏土施加冲击荷载,分析在不同围压下施加不同的冲击能量时试样所受的冲击应力、孔隙水压力和轴向变形,发现锤重和落距的组合是影响冲击应力的主要因素。
试验表明,轴向变形与冲击次数之间呈对数-双曲线关系,孔隙水压力与冲击次数之间呈单纯的双曲线关系。
将室内试验结果同现场测试资料对比表明,模型能较好地模拟现场强夯法处理饱和软土地基。
关键词:软土地基;冲击荷载;孔隙水压力;轴向应变中图分类号:TU413 5文献标识码:A动力排水固结法能有效加固饱和软土地基,这已经得到岩土理论界和工程界的一致认可。
它集合了强夯法和排水固结法两者的优势,利用动、静荷载相结合,对饱和软黏土地基进行固结处理[1,2]。
动荷载产生的瞬时压密和所激发的高孔隙水压力是显著的,而填土静荷载和布置在软土层内部以及上覆填土层中的空间排水系统的存在,使得高孔隙水压力在强夯间歇期间快速消散,沉降加快完成,地基强度得以提高。
以往的现场研究主要集中在孔隙水压力的长消、沉降的发展以及强夯前后土的工程力学参数的原位测试上[3~6],在室内试验方面则侧重于对重塑软土试样或人工制备样施加冲击荷载,以此研究饱和软黏土的应力、孔压、变形等的发展规律及强夯施工工艺[7~9]。
这些对于动力排水固结法加固饱和软土地基的宏观、微观以及波动机理的解释都是有益的[10,11],但对于更加接近于现场实际情况的原状土试样的室内动力固结模拟试验进行的则较少,涉及冲击荷载施加瞬间试样的动力响应特征的研究更显不足。