塑料排水板堆载预压法加固软基的案例

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塑料排水板堆载预压法加固软基的案例

塑料排水板堆载预压法是一种常用于加固软土地基的有效方法,广泛应用于公路、铁路、港口及工业厂区等工程中。该方法通过在软土地基中插入塑料排水板,形成竖向排水通道,加速地基中孔隙水的排出,从而提高地基承载力、减少沉降。

某沿海地区工业厂房地基处理工程中,原地基为厚层淤泥质软土,天然含水量高、压缩性大、承载力低,直接施工易引起不均匀沉降。为满足工程建设要求,采用塑料排水板结合堆载预压法进行地基加固。施工中按正方形布置间距1.5m、深度12m的塑料排水板,形成排水网络,随后分层堆载预压,预压总荷载达150kPa,预压时间约6个月。

经监测,预压期间地基沉降明显,固结度达到设计要求,地基承载力由原来的50kPa提高至150kPa以上,有效改善了软土地基的工程性能,确保了后续建筑物的安全稳定。该案例表明,塑料排水板堆载预压法在处理深厚软土地基中具有工期短、成本低、效果显著等优点,是一种值得推广的软基处理技术。

验包括两个内容:淤泥土排水固结沉降试验和处理 前后的淤泥土的土工试验。主要测试淤泥土在一定 的堆载压力下土中孔隙水压力的变化和土的沉降压 缩变化,以此来研究该处淤泥土的沉降固结特性。 取待处理厂房用地处淤泥,填人底面截面为 1.8mx1.8m,高为2.0m的开口铁箱内,淤泥填高 1.5m,在淤泥土上平铺一层0.5m厚的中粗砂垫层 并埋设好沉降观测标。将三个钢弦式水压力计按不 同深度埋设在淤泥内,埋置深度分别为0.6m (141"),1.0m(159"),1.3m(149"),连接各水压力 计的导线引出铁箱外.并布置塑料排水板(图1)。

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共进行了3个不同深度点的孔隙水压力观测和4个 点的竖向沉降观测。

试验数据曲线图分析:试验自2002年9月24 日开始,至2002年11月14日结束,历时52天,试 验期间竖向平均沉降20.5cm,孔隙水压力(u)随时 间(t)变化的规律见图2、3。

图2加载过程孔隙水压力曲线图(一)

图3 加载过程孔隙水压力曲线图(二)

曲线图说明孔隙水压力随荷载的增加而迅速上 升,产生一个突变,停荷后即逐渐消散,除141因故 最后一次未有测量数据外,从另两点(149"、159")均 可看出:经过52天的沉降固结,在总加载量为 30.3kPa的情况下,孔隙水压力均降至未堆载时的 水平,亦即此时土的有效应力比试验前有明显增加, 这说明塑料排水板对于淤泥土的排水固结作用的效 果是显著的。从图中还可看出,理置愈深,孔隙水压 力计测得的水压力愈大,这是和实际情况相吻合的。 竖向沉降值(s)随时间(t)变化的规律见图4 5o 从该曲线可以看出,在加荷之初,竖向沉降值短 时间内有一个较大的变化,即发生了瞬时沉降(剪 切沉降),它是由土的剪切变形引起的,以后随着时 间的推移沉降也有较明显的增加。剪切沉降的产 生,说明土中在测点及其附近已开始发生局部剪切 破坏,对于土的原状结构有一定程度的破坏,故我们 进行地基处理时,一定要控制加载速率,以防过多的

图4加载过程固络沉降曲线图(一)

破坏待处理土的原状结构。第二次加载后,平均瞬 时沉降达2.0cm,说明此时土的强度增长不够,该 次加载过重。 国外某些工程实践经验认为:只要地基中孔隙 水压力u和荷载P之比小于某一定值时,即可不断 加载,不致造成地基失稳,所建议的控制指标为u/P <0.5~0.6

2.2试验数据计算分析

采用逐渐加载条件下的改进高木俊介法计算地 基固结度。该法的优点是无须先计算瞬间加载条件 下的地基固结度,再根据逐渐加载条件进行修正,而 是两者合并计算出修正后的平均固结度,此法在多 级等速加载时的普遍表达式为:

βd 8+².C.d F(n) CH²

若C、与C、相差较大,可先假定C、/C、比值。 因在砂井地基中主要是径向排水固结,故即使C、值 定得不太准确,对C,值的影响不大,在实用上,为方 便起见,可假定C=C。 由以上计算原理,我们选取停荷时间比较长的 第5停荷段,根据沉降与时间、孔隙水压力与时间关 系曲线反算的固结系数值为:

根据实测资料反算所得的固结系数

根据地基平均固结度的普遍表达式,采用B的 平均值可求得该淤泥土的固结度为85.9%。 (3)淤泥土土工试验结果分析:分析试验前后 的淤泥土土工试验的结果可以看出:排水固结后该 土平均含水量由51.1%减少到39.1%,平均液性指 数由3.0下降到1.5,平均孔隙度也由56.4%减小 到50.8%,其强度指标中粘聚力平均值不变,均为 7.15kPa,内摩擦角由4.33°增大到8.58°。由这些 数据可见,经排水固结处理后,该土变得更为密实, 强度有所增长,但由于在加压过程中,其原状结构受 到一定破坏,影响了土的强度的增加。随着时间的

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推移,土重新形成稳定牢固的结构,其强度将更进 步增加。

1 地基处理手册编委会.地基处理手册.北京:中国建筑工业出 版社成都长城实业集团有限公司鼎城公馆土建工程施工组织设计,1988(8) 2] 1 王树理等.塑料插板堆载预压排水固结法在深圳湾填海区软 基处理中的应用.探矿工程.2000(4). 3 ? 谢东.排水固结法面临的有关问题初探.广西交通科技,1999 (8). 4] 陈建锋等.排水板堆载预压地基沉降的试验研究.工程勘察, 2000(2)

第一作者通讯地址:福州市杨桥中路162福建省建筑科学 研究院岩土工程研究所邮编:350025

第一作者通讯地址:福州市杨桥中路162福建省建筑科学 研究院岩土工程研究所邮编:350025

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出席开幕式并讲了话。地下工程分会会长史佩栋 教授主持了会议。 在会议期间,地下工程分会举行了会员大会 和一届二次理事会议,增补了理事17位,常务理 事7位,副会长4位,并决定任命副秘书长一名。 出席这次会议的有杭州、宁波、嘉兴、绍兴、金 华、台州等地会员、嘉宾及同行非会员专家等共、 140余人。 地下工程分会为这次会议编印了汇刊 《地下工程进展2003》,其内容分为特稿、综述、考 察报告、重点工程报道、专题论述、标准、规范动 态、会议纪要、英特网上的“浙江地工”、分会大事。 记,以及企事业单位简介等十大部分,共A4开本 ? 400余页,70余万字。

浙江省建协地下工程分会秘书处供稿

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