[发明专利]一种通过控制次固结沉降的软土地基处理方法

权利要求书

1.一种通过控制次固结沉降的软土地基处理方法，其特征在于：通过原状土室内试验计算出正常固结状态下软土地基的工后沉降量，若其大于实际工程对软土地基的工后沉降要求，则采用超固结法对软土地基进行处理，所述超固结法即对软土地基进行排水固结+堆载预压法处理，预压期满足后卸载并回填轻质材料以及填筑路面结构；

通过原状土室内试验计算正常固结状态下软土地基工后沉降量的具体过程为：首先在工程区域进行地质勘探并利用薄壁取土器获取原状软土土样；然后将采集到的土样制成试样并在正常固结状态下进行一维次固结试验和常规土工试验，获得软土地基每一土层的原状土次固结系数和常规土工参数；最后根据原状土次固结系数计算出每一土层的次固结沉降量，进而将每一土层的次固结沉降量累加得到正常固结状态下软土地基的工后沉降量；

采用超固结法对软土地基处理设计过程中通过以下步骤确定轻质材料的填筑厚度：

(1)将软土土样制成试样并在不同超固结状态下进行一维次固结试验，拟合出软土地基每一土层次固结系数随超固结比的变化曲线；

(2)选取多组不同的超载比，计算出每一土层在不同超载比荷载预压下卸载前后的附加应力和自重应力，并根据附加应力和自重应力计算不同超载比下每一土层的超固结比；

(3)根据每一土层次固结系数随超固结比的变化曲线，确定不同超载比下每一土层的次固结系数，进而根据次固结系数计算出不同超载比下每一土层的次固结沉降量，并将每一土层的次固结沉降量累加得到不同超载比下软土地基的工后沉降量；

(4)绘制出软土地基工后沉降量随超载比的变化曲线，并根据实际工程对软土地基的工后沉降要求选取对应的超载比，进而根据所选取的超载比计算确定轻质材料的填筑厚度。

2.根据权利要求1所述的软土地基处理方法，其特征在于：通过以下公式计算获得每一土层的原状土次固结系数：

其中：对于任一土层的原状土次固结系数C_α，t₁～t₂为试验中所选取的次固结起讫时间，e₁和e₂分别为该土层在次固结起讫时间对应的次固结孔隙比。

3.根据权利要求1所述的软土地基处理方法，其特征在于：通过以下公式计算每一土层的次固结沉降量：

其中：对于任一土层的次固结沉降量s，H为该土层的厚度，C_α为该土层的原状土次固结系数，t₁～t₂为试验中所选取的次固结起讫时间，e₀为固结度达到100％时该土层的孔隙比。

4.根据权利要求1所述的软土地基处理方法，其特征在于：所述超固结法对软土地基进行堆载预压，预压到地基固结度达到100％时卸载并回填轻质材料，轻质材料的填筑厚度由实际工程对软土地基工后沉降要求确定。

5.根据权利要求1所述的软土地基处理方法，其特征在于：所述步骤(2)中通过以下公式计算不同超载比下每一土层的超固结比：

其中：对于任一超载比OCL下任一土层i的超固结比OCR，σ₀为土层i在超载比OCL下的自重应力，σ₁为加载后土层i在超载比OCL下的附加应力，σ₂为卸载后土层i在超载比OCL下的附加应力。

6.根据权利要求1所述的软土地基处理方法，其特征在于：所述步骤(4)中通过以下公式计算轻质材料的填筑厚度：

其中：h为填筑厚度，OCL为超载比，γ为土体的重度，γ_ESP为轻质材料的重度，H₀为路堤的设计高度。

7.根据权利要求1所述的软土地基处理方法，其特征在于：所述轻质材料采用超轻质材料EPS泡沫塑料块体。