堆载预压法在加固软土地基中的应用

2018-06-28高滇新

治淮 2018年6期

高滇新

一、堆载预压法的原理简介

解决在软土地基上的建设问题，不仅关系着建筑物的安全，也影响着工程的造价、工期等。软土地基处理一般要求达到以下两个目的：一是提高承载力，使处理后的地基承载力满足上部荷载要求；二是解决建筑物的沉降问题，使建筑物的沉降和沉降差满足规范要求。软土地基的处理方法较多，如换填垫层、水泥土搅拌桩、旋喷桩以及本文介绍的堆载预压法等。各种方法的优劣文中不再赘述，仅简要介绍堆载预压法的原理与适用范围。

堆载预压法一般适用于淤泥质土、淤泥、冲填土等饱和性土地基，通常是以土石料等自重为堆载，对软土地基进行预压，使软土地基的超孔隙水压力逐渐消散，从而增强有效应力，地基土得到排水固结，使地基土的强度有所提高。对堆载预压工程，预压荷载应分级施加，并确保每级荷载下地基的稳定性。

笔者以某工程的建设实例为依据，介绍堆载预压法的设计与施工经验，供大家参考。

二、工程概况及计算公式

某水闸管理区位于河岸边，管理房的平均基底应力约为110kPa。根据地勘资料，管理房位于厚淤泥质地基上，平均厚度约15.0m，底部为隔水层。该淤泥质土含水量大（一般在80%以上），承载力低（仅为 30～40kPa），压缩模量约 1.5MPa，固结系数ch=cv=2×10-3cm2/s，水平渗透系数kh=1.5×10-7cm/s，ks=1/5kh=0.3×10-7cm/s。

堆载预压法的计算一般参考《建筑地基处理技术规范》（JGJ 79-2012），现将有关公式介绍如下：

地基平均估计固结度可按下式计算：

式中：

—t时间地基的平均固结度；

—第i级荷载的加载速率（kPa/d）；

ΣΔp—各级荷载的累加值（kPa）；

α、β—参数，见该规范表5.2.7。

当考虑涂抹和井阻影响时：

式中：

kh—天然土层水平向渗透系数（cm/s）；

ks—涂抹区的水平向渗透系数（cm/s）；

s—涂抹区直径ds竖井直径dw的比值；

L—竖井深度（cm）；

qw—竖井纵向通水量（cm3/s）；

ch—土的径向排水固结系数（cm2/s）；

cv—土的竖向排水固结系数（cm2/s）。

三、计算过程

根据上述资料，地基处理拟采用堆载预压法，预压荷载取120kPa，分两级施加。第一级荷载7d内达到70kPa，第二级荷载 5d（50～55d）内加载至120kPa。拟采用的袋装砂井直径为70mm，袋装砂井等边三角形布置，间距1.5m，深度15.0m。涂抹区直径ds=150mm，砂料渗透系数 kw=3×10-2cm/s，砂井打穿软土层。初步估算100d时的竖向平均固结度。