某预压荷载工程饱和软土抗剪强度的分析研究

王厚星,陈德勇

（河北建设勘察研究院有限公司，石家庄050031）

某预压荷载工程饱和软土抗剪强度的分析研究

王厚星,陈德勇

（河北建设勘察研究院有限公司，石家庄050031）

以某饱和软土地基处理工程为依托，在预压荷载之前进行了十字板剪切原位测试，得出未处理前的饱和软土抗剪强度，处理200d后计算出饱和度，并再次进行十字板剪切原位实验得出处理后饱和软土的抗剪强度，对比分析处理后根据饱和度计算的抗剪强度与十字板剪切实验得出的抗剪强度，发现两者相差3.87kPa，小于5%。

饱和软土;预压荷载;地基处理;抗剪强度

【DOI】10.13616/j.cnki.gcjsysj.2016.09.010

1 引言

在工程实践以及相关规范中，软土指的是孔隙比n≥1.0，并且天然含水率大于液限的细粒土[1]。淤泥、淤泥质土、泥炭、泥炭质土等都统称为软土。在各种软土中，淤泥类土在我国的分布最为广泛[2]。

由于软土具有大孔隙比，低抗剪强度，压缩性比较高，并且还有蠕变性，使得软土地基在工程施工前后都会会出现不均匀沉降、工后沉降等一系列问题。

本文的研究对象为沿海某地的饱和软土堆载预压地基处理中饱和软土的抗剪强度的问题，对于工程中类似问题有一定的参考价值[3]。

2 工程概况

该工程位于沿海某地，饱和软土层厚8m，经现场取样，由室内固结实验测得软土的径向排水固结系数与竖向排水固结系数相同，cv和ch都为8.5×10-4cm2/s，渗透实验测得竖向渗透系数kv为2.2×10-7cm/s，径向渗透系数kh=1.7×10-7cm/s，三轴固结不排水压缩试验测得的土的内摩擦角φcu=14°，黏聚力为ccu=0。饱和软土底部为硬塑状黏性土，不透水。本工程采用塑料排水板竖井，塑料排水板规格为宽b=100mm，厚δ=4.5mm，排水板采用正三角形的布置方式，中心间距为1.1m。加载采用真空预压和堆载预压互相结合的方式，真空预压为瞬时加载，加载量为80kPa，堆载预压分二级加载，第一级为60kPa，10d内加载完成，预压60d，第二级为60kPa，10d内加载完成，预压60d。

3 工程案例计算

3.1 固结度计算

本工程加载-时间曲线如图1所示，固结度计算采用《建筑地基处理技术规范》[4]（JGJ79—2012)5.2.7条公式：

式中，ΣΔQ=200kPa；对于本工程，真空预压q1=80kPa；堆载固结总时间t=200d；塑料板排水当量直径dp=2×（b+δ）/π=2×（100+4.5）/3.14=66.5mm；有效排水直径de=1.05×1100=1155mm；井径比n=de/dp=1155/66.5=17.4；因为17.4＞15，所以，10-7/s=0.021/d。

图1 加载-时间曲线

3.2 堆载预压前十字板抗剪强度计算

该工程在堆载预压之前，采用原位实验十字板剪切实验测出不排水抗剪强度如表1所示。

表1 预压前十字板剪切实验测得的饱和软黏土抗剪强度

该地区岩土参数与深度的相关系数经验值r为0.98；十字板抗剪强度平均值标准差 σf=剩 余 标 准 差 σr=σfτ0=γsφm=11.59kPa。

3.3 预压荷载加载后200d抗剪强度

该工程在堆载预压之后200d，采用原位实验十字板剪切实验测出不排水抗剪强度如表2所示。

表2 预压前十字板剪切实验测得的饱和软黏土抗剪强度同3.2计算得τf=53.72kPa。

3.4 根据固结度计算抗剪强度

根据《建筑地基处理技术规范》JGJ79—2012)5.2.11条公式：

式中,tft为t时刻土的抗剪强度；τf0为地基土的天然抗剪强度；Δσz为预压荷载引起的改点的附加竖向应力；Ut为计算时刻的固结度；φcu为固结不排水内摩擦角。

将3.2，3.3条中数据代入式（2）得：tft=57.59kPa。

4 结论

1)案例工程堆载预压200d的固结度为0.92；

2)固结度及地基处理前的抗剪强度计算为57.59kPa，比原位实验十字板剪切实验测得的抗剪强度53.72kPa大3.87 kPa，小于5%，满足工程精度要求。

3)用处理后十字板剪切实验的抗剪强度反算固结度，能够满足工程精度要求。

【1】吴桂芬,高玉峰,魏代现,刘汉龙.真空和堆载两种预压法的室内试验研究[J].岩土力学,2005（S1）:95-98.

【2】董志良,胡利文,张功新.真空及真空联合堆载预压法加固软基的机理与理论研究[J].水运工程,2005（9）:83-91.

【3】沈建东.塑料排水板堆载预压法处理软土地基的工后沉降控制研究[D].广州：华南理工大学,2012.

【4】JGJ79—2012建筑地基处理技术规范[S].

TheAnalysisResearchabouttheSaturated Soft SoilShearStrengthofaPreloadingLoad Engineering

WANG Hou-xing,CHENDe-yong
(HebeiConstructReconnaissanceGraduateCo.Ltd.，Shijiazhuang050031，China)

】The paper based on a saturated soft soil foundation treatment project, before preloading loadwe obtained the saturated soft soil shear strength by cross plate shear test. After 200 days, we calculate the degree of saturation. And again we obtained the saturated soft soil shear strength by cross plate shear test. Compared and analyzed the shear strength based on saturation calculation and the shear strength by crossplatesheartest,wefoundthatthedifferencebetweenthetwodatawas3.87kPa,Lessthan5%.

saturatedsoftsoil;preloadingload;foundationtreatment;shearstrength

TU431;TU447

A

1007-9467（2016）09-0053-02

2016-03-26

王厚星（1977～），男，河北东光人，高级工程师，从事岩土工程技术研究，（电子信箱）275726392@qq.com。