大连普湾新区堆载预压加固软基现场试验效果分析
开篇：润墨网以专业的文秘视角，为您筛选了一篇大连普湾新区堆载预压加固软基现场试验效果分析范文，如需获取更多写作素材，在线客服老师一对一协助。欢迎您的阅读与分享！
摘要：为研究堆载预压大面积软基的变形及孔压变化规律，在大连普湾新区滨海盐田堆载预压试验区上对地表沉降、分层沉降、侧向位移和孔压变化等进行了监测，并分析了实测数据、现场试验表明：堆载预压法能使地基产生较为稳定的沉降速率、且工后沉降较小；加固深度主要在塑料排水板打设深度范围内，但影响深度可达该深度以下1~3m处；边界处土层沉降较小，但侧向位移也不大。通过比较加固前、后土样的物理力学指标．表明堆载预压法加固大面积软弱淤泥土效果显著。
Abstract: as the research preloading large area of soft foundation deformation and pore pressure change rule, in dalian binhai new PuWan yantian preloading on the ground surface settlement of experimental, lamination settlement and lateral displacement and pore pressure changes, monitoring, and analysis of the measured data, and the field test shows that: preloading method can make the foundation produce relatively stable and sedimentation rate, and smaller post-construction settlement; Reinforcement mainly in depth of plastic drain set within a depth, but the impact of depth to the depth below 1 ~ 3 m place; The boundary between soil settlement small, but the lateral displacement is small. Through the comparison, strengthening the kind of relatively before the physical and mechanical indexes. Show that preloading method to reinforce silt soil area weak effect is remarkable.
Keywords: preloading; Seaside yantian; Field test; Reinforcement effect
中图分类号：TV223 文献标识码：A文章编号：
1、引言
软基处理的方法很多，有换土垫层法、强夯法、排水固结法、挤密砂（碎石）桩法及化学注浆法等。在深圳湾填海区软基处理工程中，根据本地区积累的软基处理经验，针对不同的处理要求，对场区则采用了塑料插板堆载预压排水固结法。笔者结合大连普湾新区试验区的现场监测数据进行了研究，特别是针对加固区边界处和场地角落的变形，分析了其加固效果，为堆载预压机理的深入研究提供了必要的依据与参考。
2、工程概况
该工程场地位于大连市普湾新区境内，西北侧与滨海公路（S327）相邻。该地块由某房地产公司开发建设，地块呈长方形，总长度约1800米，宽度约600米，分两期开发建设，一期场地已经进行建筑施工，二期场地长约1300米，原为海滨盐田。试验区面积为83.62m×83.62m，正方形面积为6992m2，有效预压面积为70m×70m，正方形4900m2。
试验段土层自上而下分述如下：淤泥及淤泥质土深灰色，软塑，可见未完全腐蚀的植物及动物体。切面光滑，摇振反应无。该层分布连续，层厚8.4-10.2m，平均厚度7.23m，是高含水量、高压缩性、欠固结、低强度的饱和软粘土，非经加固处理不能作为建（构）筑物地基，是试验段地基排水固结加固的土层。
淤泥质粘土层物理及力学特性一览表
含水量ω
（%） 天然密度
ρ
（g/cm3） 孔隙比e 液性指数
IL 压缩系数
a1-2
（Mpa-1） 压缩模量
Es1-2
（MP） 有机质含量
（%） 标贯试验
N
（击）
53.2 1.70 1.391 1.24 1.12 2.1 8.1 0.9
3、试验
堆载预压加固区现场试验平面布置示意图如图1所示，具体布置方案如下：（l）加固区内地表共设置8个表面沉降标(编号S1S8)，沿试验区四周对称分布； (2) 为尽可能了解加固区的变形规律，在试验区布置3根分层沉降管根（F1-F3）和测斜管(编号Cl-C8)；其中，每根分层管各设磁环3个，每个磁环间距2m。（3）在区域中心进行钻孔取样，根据取样进行土工试验，分析及评价堆载预压加同效果。
S×-表示第×分层沉降板
C×-表示第×根竖向侧向管
F×-表示第×根分层沉降管
图1 堆载预压加固现场试验平面布置示意图
4、 现场监测成果及分析
4.1表层沉降成果及分析
试验区区自2011年10月23日插摊水扳开始进行了中粗砂面验收联测，插板期间的沉降量为89 mm。2011年11月8日开始一级堆载预压的施工。到2012年4月8日堆载期间的表表平均沉降为656mm。其中堆载期间最大沉降量为830mm(S3),最小沉降量为6355 mm (S5)。从图2可以看出，区内沉降不均匀。S4、S5、S7、S8沉降较小，大约为0.65 m。其余处沉降较大，这可能是由于普湾新区软基土层的不均匀性造成的。
但从沉降曲线看，区内表面沉降都表现出类似的规律性，在刚开始堆载阶段，沉降随时间快速增长，几乎和堆载时间成直线关系，在堆载接近稳定状态时，其累计沉降已经很大，达到总沉降的80%以上；曲线出现拐点的时间大约是堆载后的30d。此时堆载已达到恒载期，随后沉降值减小。从沉降速率曲线来看，在前140d中，沉降速率很大，而后迅速降低；到了3月11日，也就是堆载时间为140d时，沉降速率变得较小，表面沉降趋予稳定，都达到总沉降的80%以上；其后的时间里，沉降变得很缓慢，至4月8日．表面沉降基本达到稳定（图3）。根据实测沉降曲线利用双曲线推算最终沉降的平均值为728 mm．工后沉降为42mm，符合设计要求。
4.2分层沉降观测结果分析
各磁环沉降随时间的变化曲线如图4所示。从10月25日分层沉降仪埋设好后，由于尚未开始堆载，此时量测到的数据仅仅反映了土体在打设排水板之后到堆载前的压缩量。11月10日开始堆载，其中F1、F2在11月10日至17日期间，部分磁环所测数据表现为土体先隆起后沉降，其原因是这部分磁环还未达到稳定即进行测量，所以测量数据不太理想，难以反映这段时间内土层的真正压缩情况。11月17日以后，不同深度的磁环开始迅速下降，随着堆载时间的增加，各点的沉降速率逐渐变小，沉降曲线趋于缓和。其中，上部土层压缩量最大，约占总沉降量的50%以上，淤泥层有明显的同结过程，其他土层以瞬时沉降为主。
(a)F1分层沉降曲线
(b)F2分层沉降曲线
(c)F3分层沉降曲线
图4分层沉降随时间变化曲线
4.3侧向位移观测结果分析
测斜管C1-C8埋设试验区四周的边界线，仅对靠近边界处的C5以及边角处的C8测斜管实测位移做分析，其沿深度变化曲线如图7所示：堆载预压加固地基，地基土中各点产生的有效应力增量各向相等，被加固土体呈现侧向收缩变形：从图可看出：试验区开始堆载时，测斜管即开始向加同区中心扩张（向加固区方向的位移为正），收缩速率沿深度逐渐递减，在0-3m范围内速率最大，由于该范围内的是淤泥含水量大，堆载度传递快，引起土体向加固区内的扩张也快。随抽堆载时间的增加，侧向位移逐步增大，至3月10日，位移趋于稳定，其后变化较小，这与表面沉降变化特点相同，说明在2月2日-3月10日这段时间内，加同效果明显。区内地表水平位移最大值达15 cm，边界处水平位移约为23 cm，边角处水平位移接近20 cm。
4.4加固效果检验
堆载预压的应用效果可通过堆载前后在试验区中心处钻孔取土的室内实验结果比较进行评价，图5映了土样孔隙比e、压缩系数在加同前、后随深度的变化：(l)加固后土样孔隙比比加固前土样的孔隙比小；(2)通过室内压缩试验对比，加固后的压缩系数明显小于加固前土样的压塑系数。
（a）空隙比随深度变化（b）压缩系数随深度变化
图5 加固前后土体物理力学指标对比
5、结论
通过对大连普湾新区堆载顶压法加同软基的现场及室内试验资料分析研究，可以得到如下几点结论：
(1)堆载预压能使地基产生较稳定的沉降速率，尤其是在堆载的初始阶段，加固效果作用很明显，浅部的沉降值大于深部土层的沉降值，同时由于土层的不均匀性，导致区内沉降不均匀。
(2)堆载预压加固深度主要是竖向塑料排水板范围内，影响深度可达到塑料排水板以下1~3m处。
(3)加固前后土样物理性质指标对比表明，堆载预压可以较大幅度地降低地基的压缩性，从而提高其承载力，加固效果显著。
在本填海区的场区软基处理中，塑料插板堆载预压固结法得到成功的应用，再次显示了其排水效率高、投资省、施工简便、速度快、对周边土层扰动较小等优点，并从设计和施工方面进一步积累了丰富的经验。在日后本地区和其它地区填海造地等工程的软基处理中，完全可根据具体条件借鉴本工程的经验，以取得更好的技术经济效果。
参考文献：
【1】卢肇均，曾国熙，叶政青，等地基处理新技术【M】北京：中国建筑工业出版社，1989
【2】中堀和英．等软土地基处理【M】张文全译北京：人民交通出版杜．1982.
【3】林宗元岩土工程治理手册【M】沈阳：辽宁科学技术出版社， 1993
【4】KjellmanW。Consolidationof clay by meanstIf atmopheric presaure[CV/Proc。 Conference on noiJ stabilization MIT。 Boston.J952
【5】姜增国，娩志安．堆载顼压方法在沿海软基处理中的应用及效果分析，岩土工程技术．2005.19( 1):36-38
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。