深圳地区软土地基沉降计算方法研究

深圳地区软土地基沉降计算方法研究
陈广尧
(深圳市南华岩土工程有限公司，广东深圳518020)
喃要]深圳地区工程设计中多采用一维固结沉降公式的两种形式计算软土地基的主固结沉降：．按r e-p曲线，即压缩系数a1-2或压缩模量E s的计算公式；按e-l ogp曲线，考虑软土应力历史特征即压缩指数Cc的计算公式。

采用压缩指数和e-l ogp曲线计算更符合实际一些，但由于深圳地方规范的要求以及工程师的经验和习’潢，大量工程采用e—P曲线法计算软土地基的沉降。

对于一维固结沉降公式两种形式的计算精度，将结合深圳市某污水处理厂软土地基处理工程监测成果进行探讨以提出符合深圳地区软土实际的沉降计算方法。

【关键词】深圳地区；软土地基；沉降计算
目前沉降计算可归纳为两类：一类是以Ter zaghi(1925)经典土力学为基础的理论公式法，由于其简便直观、计算参数少，在工程中得到了广泛的应用，实际计算中常在主固结沉降的基础上乘以一个综合经验系数来考虑侧向位移、瞬时沉降、次固结变形等因素，综合经验系数的选取依赖于设计人员的经验，必然引起很大的误差；另一类是以有限元为代表的数值计算方法，能考虑复杂的边界条件、土体应力一应变关系的非线性}辛陛以及水与土骨架的应力祸合效应、能考虑侧向变形、三维渗流对沉降的影响、可以模拟现场逐级加荷和处理超填土问题，但处理大变形固结问题时，计算结果偏离较大。

由于有限元程序复杂、计算模型所需要的参数不能由常规试验确定，难以为一般工程设计人员接受，故在工程中不可能完全取代经典分析法。

深圳地区工程设计中多采用一维固结沉降公式的两种形式计算软土地基的主固结沉降：按e-p曲线，即压缩系数a，。

或压缩模量E。

的计算公式；按e-l ogp曲线，考虑软土应力历史特征即压缩指数C。

的计算公式。

采用压缩指数和e-l ogp曲线计算更符合实际一些，但由于深圳地方规范的要求以及工程师的经验和>-3惯，大量工程采用e—P曲线法计算软土地基的沉降。

对于一维固结沉降公式两种形式的计算精度，将结合深圳市某污水处理厂软土地基处理工程监测成果进行探讨以提出符合深圳地区毫L-I=实际的沉降计算方法。

1工程概况
随着城市发展，污染问题也越来越严重，成为制约城市发展的重要因素，因此城市污染特别是水污染治理显得尤为重要。

深圳市某污水处理厂就在这个大环境下投资兴建了。

工程分为二期进行：一期工程建设规模为24万m3／d，占地约11万m2；远期规划建设规模为48m a／d，占地31．7万m20厂区主要为污水处理工艺需要设置的生产性构筑物，如进水泵房、生物池、二沉池等，以及为生产服务的辅助建筑物，如办公楼、机修、仓库等。

经钻探揭露，拟建场地岩土层按成因分类自上而下依次为：第四系海相冲积土层、第四系坡积土层、第四系残积土层，下伏基岩为加里东期混合花岗岩，按风化程度不同可分为全、强、中、微四个风化带。

其中淤泥厚度1D O～7．10m，平均厚度410m；含砂淤泥厚度120～4．90m，平均厚度2．75m。

由于厂区面积较大，场地条件及地质条件复杂，为此对场地进行分区处理：
I区软土层厚度较大区域采用塑料排水板堆载预压法，根据构(建)筑物的不同使用性质分为生产区和生产管理区两个区域分别采用超载和不超载堆载压实固结，排水板长度根据软土层厚度不同采用不同排水板长度。

I I区对于局部软土层厚度小于2m及耕植土区域采用换填碾压处理o
_区采用梅花形布置的垂直塑料排水板，间距1．O m，将淤泥层中的水排至布置在淤泥层顶面上的砂垫层，通过次盲沟汇集到主盲沟和集水井，利用集水井中布设的水泵将汇集的水排至市政管道。

2沉降计算
软土地基在荷载作用下沉降变形主要为主固结沉降S，此外还包括瞬时沉降&与次固结沉降&。

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2009年8月C上l
式中：S广—瞬时沉降h耐：
S卜—主固结沉降(肋，1)；
野——次固结沉降(，，l m)。

严格计算三种沉降比较困难，原因是计算参数难以准确确定、影响因素过于复杂，主、次固结沉降的发生时间交叉，实际设计中常计算主固结沉降量，主固结沉降采用分层总和法计算，可分别按西和c c的公式进行计算：
采用压缩模量西时，主固结沉降＆按下式计算：
舡∑譬Ah。

(2)
i=，凸S
式中：既——压缩模量；
A hf——分层厚度：
△p；——_地基中各分层点的附加应力增量。

深圳市某污水处理厂海相沉积软土层压缩模量历一般为L1M Pt r-24M Pa，平均为上6_肼心，属高压缩性土。

采用压缩指数cc进行主固结沉降计算按下式计算：
21超固结土沉降计算
图1超吲结土e-f gp曲线
当pai+A P,<。

pci时，用再压缩指数计算，若地基压缩层内有n层土属此类庸兄，则按下式计算：
譬；等C#g哗攀㈤
式中：Sr—弓冗降量，I"11,’
C。

r一土层再压缩系数；
△^_—分层厚度，m m；
pf—_地基中各分层点的自重应力，kPa；
△p『．—地基中各分层点的附加应力增量，kPa；
p。

广—前期固结压力，kPao
当纷△雠，时，分两段考虑，P0值以前用＆，P。

值以后用ce，若地基压缩深度范围内有n层土属此类，则可按下式计算：
s奄l甓阮《印触《半j∽
式中：c cl__土层压缩系数：其它符号意义与式口)同。

若地基压缩层范围内有上述两种隋==f己的土层，则其总沉降量为上述两部分之和。

22正常固结土沉降计算
正常固结土沉降计算按下式进行计算：
譬；簧％呼；一铮㈤
式中：Cr-士层压缩系数；其它符号意义与式(3)同。

e
po Pc I gp
圈2正常f司结土e—l gp曲线
23欠固结土沉降计算
欠固结土的沉降不仅仅是由于地基中附加应力所引起，而且还有原自重应力作用下未完成的自重固结而产生的沉降，因此，欠固结±的沉降应等于土自重应力作用下继续产生的变形和附加应力所引起的变形之和。

欠固结土沉降计算可近视按正常固结土的方法即按式(5)求得。

深圳市某污水处理厂海相沉积软土层为欠固结，沉降计算按式(5)计算，C c—般为0．43—1．20，平均为0．75，属高压缩性软粘土。

主固结沉降计算之后，再按下式估算最终沉降量：
蛳㈤
式中：弦—顿降系数，为经验系数，与地基条件、荷载强度、加荷速率等因素有关。

下面从深圳市某污水处理厂沉降～时间关系曲线推算经验系数m 的取值范围。

首先利用三点法推算出最终沉降S。

和＆则5口--3两
胙；s成(7)
由上式推算出经验系数玑的取值范围在上』07之间。

现场实际荷载在J』¨4J k仡≥J眺几，根据规范确定沉降系数tR,取D进行计算。

表1计算沉降量与观涣惭僻最对比表
卿PI-‘=直硅)．压缩指数0Ⅱ％慨日
删轭蝴度●％ri f慢(m)
Ⅸ阿(m)％，'《o置，L r i-I量抽m)岛{_s岛，厶
802836
707甜3
804m
l，51579
工程技术
3结论
从统计表1中可以看出，对深圳市某污水处理厂软土采用压缩模量E s计算的总沉降量比实测推算的最终沉降量小30％左右，采用压缩指数C c计算则非常符合。

另外对深期I市宝安兴华路软土地基处理工程、深港西部通道软土地基处理工程、深圳福田保税区号标软土地基处理试验区分别进行计算，也得到了同样的结论。

困而，在深圳地区采用压缩指数C c计算沉降量比采用压缩模量E s进行计算具有较高的精度。

作者简介：陈广尧，1969年生，男，汉族，助工，现在深圳市南华岩土工程有限公司从事建筑工程相关管理、技术工作。

【参考文献】
【1】文U玉卓主编．公路l=程软基处理fM J北京：人民势百出版社．2002．
(上接第55页)
等，抽检频率为1％。

2)成桩28天后应进行复合地基单桩荷载试验，Ra，>l O O K N，抽检率为8‰。

对粉喷桩进行钻芯取样，检查其成型情况，并在桩顶下50～100cm、桩中部及桩底50～100cm范围内钻芯取样，做无测限抗压强度试验。

3)桩头水泥土强度的检验：表层回填土由于填土类混杂，对加固后的水泥土强度有较大的影响，要依据施工记录和钎探检验，对有疑问的桩头进行强度检验，如不合格应挖除，然后填素混凝土或砂浆。

4)桩身检验：采用低应变动力检测法(反射波法】，主要仪器为TN O桩基诊断仪。

在桩顶安置测震检波器，根据敲击接收桩内反射信号，通过检波、放大和数据处理来判断各桩的性质。

桩的抽检率为3％。

4结语
1)经过本管段的使用，粉喷搅拌桩具有施工速度快，造价低，工艺控制严格，检测手段严谨，数据精度高等特点。

2)粉喷搅拌桩属于地下隐蔽工程，施工过程一定要加强管理，实行全天候、全方位旁站，以确保施工质量。

3)粉体材料常用的有水泥与石灰。

适应的土质有淤泥、淤泥质土、粘土、粉质粘土、粉土等。

而对有机质含量高、酸碱度(pH值)
较低的粘性土加固效果较差。

4)当地下水有侵蚀性时，水泥掺20％的粉煤灰或掺5％的硅灰，或采用矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥。

5)路堤填土应在成桩28天经检测达到复合地基强度后填筑。

当沉降观测桩位移超限或累计边桩位移过大时，应停止填筑，分析原因，
研究好处理措施后方可填筑。

57。