塑料排水板法处理软土地基减载预压方法的探讨

塑料排水板法处理软土地基减载预压方法

增刊广东水利水电Supplement

2002年4月GUANGDONGWATERRESOURCESANDHYDROPOWERAPR2002

塑料排水板法处理软土地基减载预压方法的探讨

蔡慧悦

(广州市公路管理局,广东广州　510000)

摘　要:以广州市萝南线一级公路工程为实例,论述塑料排水板法处理软土地基减载预压施工方法的可行性。关键词:软基处理;塑料排水板法;减载预压中图分类号:TU472.3+3　　文献标识码:B

　　采用塑料排水板方法处理软土地基,其工程造价较高。设计堆荷荷载一般为100kPa～120kPa,折合填土高度约为6.3m(土容重按17.5kN/m3),路堤填土高度不足时需要加载土方,造成大量土方运出运入。有时为缩短工期,可以超载预压,但费用就更高了。

能不能够把费用降低下来呢?在工期不紧张的情况下,可以减载预压,这时费用可降低。减载预压是否可行,关键是其实施时能否达到设计要求,即能否达到设计的土的抗剪强度(稳定性验算)和设计的土层预压期沉降量(沉降计算)。1　固结度

固结度是地基土层在某一压力作用下经过时间t的沉降量与土层变形稳定时的最终沉降量的比值。固结度对某一压力而言,即对同一荷载而言。固结度的大小与作用时间有关。塑料排水板法的排水固结度公式为:

)-(2+2×t(1)U=1-F×D4×H2×e

△

需要的固结度U越大,则作用时间t需延长(作用时间t越

2

大,计算时间t也越大)。由固结度的概念可知,需要土层的沉降量越大,则固结度需越大。2　减载预压如何达到设计要求211　增加的有效压力相等原则

预压荷载下,正常固结粘质土地基中某点任意时间的抗剪强度可按下式计算:

ττf=η×(τfc+Δfc)

τσtgφfc=Δz×U×cu

(2)

τ式中　——该点土的抗剪强度;τ——地基土的天然抗剪强f—fc—

τσ度;Δ——该点土由于固结而增长的强度;Δ——预压fc—z—荷载引起该点的附加竖向压应力;U———该点土的固结度;φcu———三轴固结不排水试验求得的土的内摩擦角;η———土体由于剪切蠕动而引起强度衰减的折减系数,可取0.75～0.90,剪应力大取低值,反之则取高值。

上述公式中,由于预压荷载土压力为均布荷载,某一点的附

σσ加竖向压应力(Δz)与预压荷载(P)成正比关系(Δz=as×P)。

σ在有效竖向附加压力(Δz×U)相等的情况下,内摩擦角φcu是一

收稿日期:2002—02—26

),男,助理工程师,大专,从事公路工程管理工作。作者简介:蔡慧悦(1975—

个确定值,所以如果有效压力(P×U)相等,则抗剪强度τf相等。

例如:设计荷载为110kPa,固结度为82%,那么增加的有效压力为90.2kPa,施工上可采取以下2个方案:①预压荷重105kPa,达到固结度85.9%,增加的有效压力为105×85.9%=90.2kPa。②预压荷重100kPa,达到固结度90.2%,增加的有效压力为100×90.2%=90.2kPa。

从上述算例可知,减载预压时须固结度增加。2.2　沉降量相等原则

从室内的排水固结试验知道,在某一压力作用下经过的时间越长,沉降量越多,固结度越大。要达到相同的沉降量,在较低的压力(减载预压)下,需要较长的压力作用时间;从上面固结度公式中也可知这一点。2.3　在同时满足上述两个原则的情况下,即达到设计的增加的有效压力和设计荷载的预压期沉降量,此时减载预压方法可行,通过的途径是令固结度增加。2.4　令固结度增加的办法

从上面公式可以看出,令固结度增加,可用以下的办法:①固结度的大小与作用时间有关,预压时间t越长,固结度U越大,即预压期沉降量越大。②提高井径比的比值,比如减少塑料排水板的布置间距。215　方案设计和施工需注意的地方

由上述可知,预压荷载量减少,必须以固结度增加为条件。固结度是对某一荷载压力而言的,其最大极限值为100%,另外,当时间t增大到一定程度后,固结度增加并不明显,即次固结沉降缓慢,所以减载预压时其减载量不能太大,否则达不到设计的抗剪强度和设计荷载的预压期沉降量。施工时,可根据上述原则制定实施方案和进行过程控制。

固结度增加,则预压期增加,工期增加,所以工程工期不能太紧。

实际施工中,设计工期完成后其固结度不一定达到设计的效果,因为理论计算中的假设模型与实际不一致,且理论计算未考虑土的涂抹和扰动等因素的影响,所以必须以实测沉降量作固结度校准,以实测沉降量达到设计荷载的预压期沉降量作为工程验收的一项标准。

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