某码头后方陆域软基处理的设计与计算

2014-06-07胡为国

山西建筑 2014年17期

胡为国

(安徽省交通勘察设计院有限公司，安徽合肥 230001)

1 概述

目前，软基处理的方法有很多，如换土垫层法、反压法(适合浅层处理)，排水固结法(堆载、真空预压、塑料排水管)，强夯、振冲及打桩等。其中，塑料排水法加固软基的机理是采用插板机将塑料排水带插入软基中，在上部预压荷载作用下，软土中空隙水由塑料排水带向上排到上部铺垫的砂层(或水平塑料排水带)中，向下游排出，以加速软基固结。

2 工程概况

2.1 设计背景

工程区左侧为湖区，右侧为回填形成的环湖西路，场地起伏较大，土层分布变化也较大。考虑到工程区存在较厚的淤泥质粉质粘土层，拟采用塑料排水板排水固结+分层碾压法进行地基处理，回填至高程约21.0 m，达到设计的码头后方陆域要求。为了合理的设计地基处理方案，考虑淤泥质粉质粘土层分布的特点，将工程区域分为三种类型。各类型的特点描述如下:类型1，原场地标高较低，约在8.0 m～9.0 m，有较厚的淤泥质粉质粘土层分布;类型2，原场地标高较低，约在9.0 m～13.0 m，无淤泥质粉质粘土层或有较薄的淤泥质粉质粘土层分布;类型3，原场地标高较高，为山包，无淤泥质粉质粘土层分布。

2.2 工程勘探

为了确定软土的分布位置，勘察部门以约35 m×75 m的网格布置钻孔，其中类型1和类型2处的钻孔布置较少，类型3处较密。

3 地基处理

3.1 地基处理方法

本工程场地清表后，测量放线，在类型1区铺砂垫层并打设塑料排水板;采用挖掘机陆上开挖，运至施工场地分层回填，分层碾压形成后方陆域。各类型区施工流程见图1。

3.2 地基处理沉降分析

1)沉降计算。以ZK23号孔为例进行沉降计算。因本工程为分级堆载，故分别对原场地内的土体和回填土进行沉降和固结度计算。

其中，S为各阶段的总沉降，m;ei1为第i层土中间位置处自重荷载(P1)下的孔隙比(根据e—p曲线得);ei2为第i层土在中间位置处自重荷载和附加荷载(P2)作用下的孔隙比(根据e—p曲线得);hi为第i层土的厚度，m;Ut为固结度。

2)固结度计算:根据JGJ 79-2002建筑地基处理技术规范中5.2.7，分级加载条件下，固结时间为t时，对应的总荷载的地基平均固结度计算公式如下:

其中，¯Ut为t时刻地基的平均固结度;qi为第i级荷载的加载速率，kPa/d;∑Δp为各级荷载的累加值，kPa;Ti－1，Ti分别为第i级荷载加载的起始和重视时间(从零点起算)，d，当计算第i级荷载加载过程中某时刻t的固结度时，Ti改为t;α，β均为参数，根据地基排水固结条件按规范中所列公式取值。本工程地基沉降计算结果见表1。

图1 各类型区施工流程图

表1 计算结果表

3)回填陆域边坡稳定计算。考虑到回填陆域只有可能往湖区侧滑移，其边坡稳定计算采用如下3个计算工况:设计高水位迎水坡、设计低水位迎水坡和施工期迎水坡，对应水位及计算结果见表2。由表2可看出，回填陆域边坡是稳定的。

表2 回填陆域边坡抗滑稳定计算成果表

4)施工期注意事项。回填土方时要均匀回填，分层碾压密实，并向湖区方向设置0.5%的排水坡面。回填速度根据要求进行控制，在回填过程中对侧向变形进行观测，一旦发现侧向变形过大，则要减小加载速度或停止加载，休止一段时间后再回填。

4 监测与检测

4.1 沉降监测

在工程区域埋设沉降观测板，临建设区域边界的沉降板可根据现场情况(适当调整)布置。监测:沉降板埋设并稳定后测取初始值，回填土12.0 m，16.5 m和21.0 m标高时各监测1次，地基处理完毕后，第一个月内1次/周，以后1次/两周。检测标准:地面沉降速率每昼夜不大于1.5 cm。稳定标准:当连续两个月观测沉降量平均不超过5 mm时，方可进行路面铺筑工作，堆场等场区铺筑参照此标准执行。施工结束，根据场区功能需要选取一定数量的测点作为永久监测点。