标准规范下载简介和部分内容预览：
塑料排水板堆载预压处理深厚软基的试验研究Experimental Study on the Deep and Thick Soft Ground Treated with
WangXiangl.2Zhou Shunhua'Gu Xiangsheng
（1.TongjiUniversity,Shanghai 200331 China;
采用堆载加塑料排水板穿透处理软基，其效果 已得到公认。但对于珠江三角洲广泛分布的深厚软 土（厚度达30m以上），如果要穿透处理整个软土 层，从理论上讲是可以有效降低工后沉降的，从而满 足使用要求。但在施工上有很大困难，那么采用悬 挂式塑料排水板堆载预压处理，可否达到预期的处 理效果及变化规律如何，值得加以研究。为了寻求 经济合理的深厚软土地基处理方法，铁四院在珠海 斗门开展了高应力水平的软土路堤现场填筑试验研 究，塑料排水板加堆载预压是该试验的处理方法之 广。本文以广珠准高速铁路软土路堤试验塑料排水 板处理的典型4#断面为主，辅以其它塑料排水板处 理断面的测试结果为例进行分析。
广(州)珠(海)准高速铁路及珠海港支线穿越广 泛沉积第四系松软地层的珠江三角洲平原地带，全 线软土路堤长达50.3km。软土试验路堤位于珠海 斗门县白蕉镇中央财政小型农田水利高效节水灌溉试点管灌工程施工组织设计，北距斗门干道700m左右，南邻通往
新白蕉镇公路约200m。试验路堤范围选择在 DK122+（366.02～690m）的直线地段，路堤长 323.98m，路基面宽12m，设计路堤高约6.4m（含 预压土高1.4m）。试验工作于1995年11月开始， 1996年10月完成预压土填筑，在预压荷载作用下 观测至1997年12月，历时2年零2个月。 试验路堤地处三角州平原地区，地势平坦，场地 及周围遍布渔塘、稻田。其地层上部为第四系近代 滨海相特征显著的海相混合沉积的松软层，下部为 寒武系八村群砂页岩。地质纵断面表明，地层土质 分布较均匀，层位稳定。第四系海陆相沉积层自上 而下为：①黏土：褐黄色，软塑，厚2m，表层0.4m 为种植土；②软黏土：浅灰一深灰色，流塑，厚12m， 层中交互沉积有许多薄层粉砂。属中等灵敏性黏土， 其中2~9m深的土层为正常固结土，9～14m深的 土层为欠固结土，OCR约为0.6；③淤泥：深灰色，流 塑，厚约12m，底部普遍为一层厚1～2m的粉砂层， 为欠固结土，OCR约为0.6；④淤泥：深灰色，流塑，厚 5.5～17m，中间厚，两端薄：5细砂、中砂夹黏土：
者简介：王祥，1970年生，男，汉族，江西玉山人，同济大学在读博士，国家注册土木工程师，主要从事岩土工程 施工工作。
王 祥等：塑料排水板堆载预压处理深厚软基的试验研究
棕黄色，松散一中密，厚2~7m，中部薄，两端厚。 试验场地上覆软土层地下水属孔隙潜水，地下 水位埋深0～0.2m，其下砂层含水层无承压性。 试验断面土层物理力学指标统计见表1，试验 断面位置及处理方式见表2。 观测内容分四大类：变形观测、孔隙水压力观 测、土压力观测、土工格栅受力变形观测。①变形观 测：分为水平向和竖直向。深层水平变形观测主要 在坡脚处埋设测斜管，测定地基在路堤堆载作用下 不同深度的水平位移值。地表水平位移观测由埋设 在距坡脚2～8m处的边桩完成。竖直变形观测有 三种，第一种为在路堤左、右和中心位置的地表面埋 设沉降板测定地基的沉降；第二种是埋设深层沉降 磁环，一般沿地基中心每隔2～3m埋设一个磁环，
测定处理区与下卧层的压缩情况及分层压缩情况； 第三种为边桩，兼测竖向位移。②孔隙水压力观测： 在不同深度的软土中埋设钢弦式孔隙水压力计，观 测路堤在施工期和预压期中孔隙水压力的变化情 况，用以指导施工，分析土体在不同时期的固结情 况。③土压力观测：通过埋设于土工合成材料下及 地基不同深度处的土压力盒，测定基底及地基深处 的应力分布变化情况。④土工布受力变形观测：通 过埋设于土工布上的柔性传感器，测定土工布在施 工期及预压期的受力变形情况。 多数观测元件埋设在试验观测断面的中间位 置，以一个观测断面为一组，形成一套可供分析比较 的测试系统和数据。代表性的4#断面的观测元件 布置示意见表3、图1
表 试验断面土层物理力学指标统计
表2试验断面位置及处理方式
表3测试元件布置一览表
图14断面的观测元件布置示意图
由图2可知，沉降速率与填筑速率是相适应的。 填筑速率大时，沉降发生的较快；填筑速率较小时 沉降发生得慢。由于填筑时间较长，各断面填筑期 间的沉降量较大。至预压期约10个月后，各断面的 实测沉降占最终沉降的比例高达90%左右。由此 可知，采用塑料排水板堆载预压处理深厚软土地基， 其排水固结效果相当显著。
由深层沉降的实测结果可知，地基土体的变形 主要发生在处理区，下卧层的压缩只占地表沉降的 一小部分，这也说明塑料排水板对加速地基固结的 作用是很明显的。 图3为下卧层沉降与总沉降比值变化曲线。由 图中可知，随着预压期的延长，下卧层的沉降占总沉 降的比例逐渐上升，过大的下卧层沉降对控制工后 沉降不利。因此，对工后沉降要求较高的深厚层软 土路堤，如要加速沉降，在条件允许的情况下，可考 虑采用超载预压或适当加大塑料排水板的处理深度
图3下卧层沉降与总沉降比值变化曲线
（在压缩层厚度内）。
2.2孔隙水压力分析（4#断面的观测结果）
从孔隙水压力变化过程可知，加荷时孔隙水压 力升高，停止加荷时孔隙水压力逐渐消散，规律较明 显。预压约3个月后，4试验断面的固结度已高达 82.1%，这亦说明采用塑料排水板处理深厚软土效 果非常显著2]。 图4为孔隙水压力沿深度分布曲线（附加应力 采用Boussinesq理论计算而得）。从图中可知，填筑 到位时，处理区不同深度的孔隙水压力均远小于由 Boussinesq理论计算的附加应力，这说明由于加荷 时间较长且排水通道较好，孔隙水压力在加荷过程 中并没有一直累加，而是在叠加过程中消散得也比 较快。相比而言，下卧层的孔隙水压力在加荷过程 中有所叠加，如25m处的最大孔隙水压力值约为附 加应力值的一半。 0～15m深度土体的孔隙水压力消散很快，至 预压约3个月时，该部分土体的孔隙水压力已消散 至零，这除了塑料排水板的排水效果较好外，还与该 处土体中存在有许多微薄的粉砂层有关。25m深 处测点的孔隙水压力消散得比20m处的快，是因为 25m左右土体有一厚约1～2m的粉砂层，这种连 通的粉砂层比塑料排水板的排水效果更佳。
图4孔隙水压力沿深度分
利用实测的孔隙水压力和沉降资料反算地基土 的固结系数，已越来越多地被工程所利用。根据研 究可知3，对地基土固结影响较大的为竖向与径向 固结系数，亦即可以认为与固结参数β相关。β值 的反算有多种方法，常用的有孔隙水压力三点法、孔 隙水压力二点法、沉降速率法、沉降三点法等[4.5]。 表4为上述各种方法推算的3值，从中可以看
?王 祥.广珠准高速铁路软土路堤填筑试验塑料排水板处理段的沉降分析，铁路地质与路基.2000.19～24
出，沉降三点法与沉降速率法推算的结果较为相近， 这可能与两者均假定后期沉降以指数函数的形式发 生有关。由孔隙水压力推算出的β值与沉降法推算 出的B值相差较大，由孔隙水压力推算的B值大多比 沉降法推算的β值大，因此两者计算的固结度是不 相同的，亦即由孔隙水压力推求的固结度与沉降推求 的压缩度是有差别的[6~8]。大多数的推算结果都比 理论计算结果小，这表明塑料排水板的非理想性对其 固结影响较大9
表4各种方法推算B值
①、②、③、④、分别代表孔压三点法推算值、孔压二点法推 算值、沉降速率法推算值、沉降三点法推算值、理论计算值
2.4土压力盒应力变化规律（4#断面的观测结果）
图5647土压力盒应力变化曲线
某浆纸业设备安装施工组织设计方案等：塑料排水板堆载预压处理深厚软基的试验研
填筑至设计标高时，土压力盒应力值为138 kPa,而上部荷载为161.1kPa。由此可以得出，二层 土工布可使作用在地基上的总荷载减少14.3%左 右。这个结果与其他研究者得出的结果是接近 的[13,14]
2.5土工布受力变形分析（5#断面观测结果）
柔性传感器元件布置按未加固地基滑弧检算最 危险处重点埋设并集中在一侧测试。相同位置的测 试元件测出的三层土工布的受力过程见图6。
图6相同位置的元件测出的土工布的受力过程
从图中可以看出，在填筑开始时，土工布存在一 个突然受力的过程。在填筑荷载较小(极限高度内） 时，土工布的受力变形并不稳定，存在与土体的互相 调整问题。至土工布拉紧后，其抗拉强度的发挥随路 堤填高增高而增大。至快速填筑时，土工布的变形速 率也增加较快；进人预压期后，土工布的受力变小，至 预压三个月后，上、底层土工布的受力变形增加，而中 间层土工布的变形减小，三层土工布的应力得到新 的调整。由此可知，在施工过程中，各层土工布的变 形并不协调。 上层、底层的土工布受力比较接近，其最大应变 分别是6.70%和7.18%，而中间层的应变较小，仅 为3.81%，均发生在填筑完成后约一个月时。土工 布的强度发挥依次为：底层应变>上层应变>中间应 变。但三者的应变均与设计峰值(设计值为25%)相 去甚远，三层土工布共同发挥的拉力为35.6kN/m， 仅为设计抗拉强度的24%，尤其是中间层发挥的强 度更小，因此土工布用到二层即可。由此结论同时参 考相邻铺设两层土工布断面的路堤填筑情况，在广珠 准高速铁路修改设计中应用，减少一层土工布，从而 节省投资近千万元[15]
风动铆接工具安全操作技术交底图7路基水平位移变化过程线
2.6 深层水平位移分析（4#断面右侧测斜管） 路基土体深层水平位移变化过程线见图7。 从中可以看出，水平位移随深度的变化形状如