塑料排水板对软土地基固结的影响分析.pdf
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1、科技创新与生产力 2023年第 44卷第 8 期分区地基处理方法监测点A 区静动力排水固结法,塑料排水插板,插深均值为 15.8 m,排水插板尺寸 1.4 m1.4 m,点夯 2 遍左右,普夯 1 遍,做好过程及施工点控制。A1、A2、A3B 区静动力排水固结法,插塑料排水插板,尺寸 1.2 m1.2 m,插深均值 15.5 m,点夯 3 遍,普夯 1 遍,做好过程及施工点控制。B1、B2表 1A、B 两区地基处理施工方法对比表静动力排水固结法复合软土地基处理技术是利用设置水平排水体系和竖向排水体系,在适量静力荷载与变化的动力荷载作用下,土体产生高孔隙的水压力梯度,形成了裂隙排水系统。土体随着
2、孔隙体积减小,软土的抗剪强度提高,工后沉降降低,地基软土成为超固结土,进而实现加固软土地基的目的。静动力排水固结法的关键点是设置排水系统,也就是在软土地基中设置水平排水体和竖直排水体,并以强夯为动力加载对软土地基进行加固处理1。静动力排水固结法所用的排水板多为塑料类排水板,塑料排水板对地基塑形有较强的适应力,在排水板上施加动载,不容易因排水板折断或断裂丧失性能而发生透水性事故。在静动力软土固结法中,设计排水体系最为关键。应结合软土含水量、孔隙率、渗透性等情况,科学合理设置水平排水体与竖直排水体。一般情况下,排水板间距越大、插入软土地基越浅,其工程造价就越低,但无法保证软基处理效果及工期;排水板
3、间距越小、插入软土地基越深,其工程造价也就越大,但能够确保软基处理效果和工期。当前,对于软土地基排水板间距及排水板插设深度的确定,仍是借助工程经验来设计,这给静动力固结法的工程应用带来不利影响。鉴于此,以 DK56 km+144.9 m 沙河大桥软基场地工程为研究对象,分析探讨静动力塑料排水板距离对超软土地基固结的影响问题,以期为处理软土地基工程施工提供参考。1工程状况及软土地基处理方案项目起桩号为 DK56 km+144.9 m 沙河大桥工程,项目地属砂质黏性土,地质条件差,处理现场的地表之下均有淤泥层,且水位比较高。按照施工勘测数据,此软土地基处理场地淤泥层厚度为 1.826.2 m,均匀
4、厚度在 13.0 m 以上,最大含水率为106%,均值 76.3%。孔隙比 1.853.10,均值 2.10,淤泥顶面标高均值+5.82 m,埋深比较浅。依据项目功能将处理地基分为 A 区和 B 区,两区应用静动力塑料板排水固结法处理软基。按照两区的特征实行不同的施工方法,对 A 区和 B 区进行地基处理方法比对分析。表 1 为 A、B两区地基处理施工方法对比表。由表 1 可知,A 区软土地基处理目的是形成桩基施工条件,降低工后沉降,以防出现因桩基负摩擦过大带来的不均匀沉降,避免地表出现过大沉降差及沉降等;B 区软土地基处理目的是为改善淤泥层物理力学性能,增强其承载力,使其符合应用要求。收稿日
5、期:2022原12原02曰修回日期:2022原12原27作者简介:陈长兴(1976),男,河南宝丰人,工程师,主要从事公路施工研究,E-mail:。塑料排水板对软土地基固结的影响分析陈长兴摘要:本文对冲击荷载下塑料排水板间距对超软土地基固结效果的影响进行分析,分析结果显示:排水板间距缩小,能够加速土体的孔隙水压力消散,增加沉降量和土压力,加固效果好。基于此相互关系,本文以 DK56 km+144.9 m 沙河大桥软基场地工程为研究对象,建构了排水板间距的计算模型,为确保加固效果、工期和降低工程造价,可以适度增加软土中的排水板间距,这对处理软土地基具有参考作用。关键词:冲击荷载;塑料排水板;软土
6、地基;固结效果中图分类号:TU447;TU472.6;U414文献标识码:ADOI:10.3969/j.issn.1674-9146.2023.08.142(平顶山市佳洋路桥工程有限公司,河南平顶山467000)文章编号:1674-9146渊圆园23冤08原142原03科 技 创 新 与 生 产 力SCI-TECH INNOVATION&PRODUCTIVITY第 44卷第 8 期2023年 8 月Vol.44No.8Jul.2023监测点排水插板间距/(L/m)PS/kPa承载力特征/(fak/kPa)承载力均值/(fak/kPa)A11.402 790.15544.21340.75A298
7、0.33241.12A3935.11230.34B11.203 422.09640.40479.98B21 420.26319.64表 2A、B 两区地表沉降量、表土层、淤泥层的实测数据参数比较情况表表 3超软土层的承载力特征值2监测数据及分析2.1监测数据及模型构建通过监测监测点,获得了 DK56 km+144.9 m 沙河水系大量准确的有效数据,以此分析 A、B 两区不同塑料排水板间距的孔隙水压力、沉降及土压力的变化情况。表 2 为 A、B 两区地表沉降量、表土层、淤泥层的实测数据参数比较情况表。超软土层的顶面承载力能够通过荷载试验及其他原位公式、原位测试计算,且结合工程施工经验进行综合评
8、估和确定2,计算淤泥层承载力的特征值,计算公式为Fak=0.94PS0.8+8(1)式中:PS为软土层的顶面比贯入阻力,kPa。表 3为超软土层的承载力特征值。依据表 3 参数进行曲线拟合,获得超软地基的承载力同塑料排水板间距间的关系为fak=706.15L+1 327.95(2)式中:L 为塑料排水板的间距。本项目仅采用 1.4 m和 1.2 m 两种排水板的间距,使此曲线拟合具有一定局限性,只能用于间距为 1.21.4 m 的间距范围内。按照软土地基处理方法及工艺状况,为更好地说明排水体系同静动力荷载间的适应性,参照超软土试验及数值模拟3,通过超软土层覆盖厚度的计算,获得塑料排水板的间距同
9、夯击参数、软土层覆盖参数,如覆盖厚度、土体质量、变形模量、应力扩散角、泊松比以及最大容许应力比值等因素相关4。超软土覆盖层的参数是静力荷载的重要参数,动力荷载情况由夯击参数来体现,不同排水体现决定软土孔隙水压消散的情况,从而影响软土层的承载力。2.2监测数据分析结合冲击荷载下排水板间距模型以及监测数据,对 DK56 km+144.9 m 沙河大桥项目软土处理中的塑料排水板间距问题进行分析。2.2.1孔隙水压力变化情况由孔隙水压力变化情况可知 5 个监测点孔隙水压力均是先提升而后持续消散,这表明插塑料排水板时存在挤土效应,而插设塑料排水插板可以使淤泥更密实。终止塑料排水板插设后,孔隙水压力便开始
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