[发明专利]一种通过控制次固结沉降的软土地基处理方法

说明书

本发明公开了一种通过控制次固结沉降的软土地基处理方法，对软土地基进行排水固结+堆载预压法处理，预压期满足后卸载回填超轻质材料EPS和填筑路面结构；地基处理设计前，地质勘探同时取得原状土样，进行系列常规次固结试验和超固结土次固结试验，获得设计所需的系列参数或曲线；地基处理设计时，除了进行常规的稳定和总沉降的计算外，还要进行次固结沉降计算，根据具体工程对地基工后沉降的要求进行对回填超轻质材料的厚度进行设计。本发明方法可使软黏土转化为超固结土，从而减少软土的次固结系数，减少软土层的次固结沉降量，达到控制构造物工后沉降的目的。

技术领域

本发明属于岩土工程技术领域，具体涉及一种通过控制次固结沉降的软土地基处理方法。

背景技术

软土也称软粘土，是软弱粘性土的简称，它形成于第四纪晚期，属于海相、泻湖相、河谷相、湖沼相、溺谷相、三角洲相等的粘性沉积物或河流冲积物，多分布于沿海、河流中下游或湖泊附近地区。常见的软弱粘性土是淤泥和淤泥质土，软粘土地基承载力低，强度增长缓慢，加荷后易变形且不均匀，变形速率大且稳定时间长，具有渗透性小、触变性及流变性大的特点。常用的软土地基处理方法有预压法、置换法、搅拌法等，软粘土在荷载作用下的强度会增长，饱和软粘土地基在外荷载作用下随着孔隙水压力的消散以及土层的固结，土的抗剪强度也将会随之增长。

随着我国经济建设和沿海地区的发展，大型工程建设不断开展，涉及到软土的工程越来越多，工程量越来越大，以往不太为工程界所重视的软土地基次固结沉降成为一个必须重视的问题。软土次固结沉降通常指主固结完成后，在恒定的有效应力作用下土体由于土骨架蠕变所产生的长期变形，即地基在外荷作用下经历长时间，土体中超孔隙水压力已完全消散，有效应力不变的情况下，由土的固体骨架长时间缓慢蠕变所产生的沉降，一般土中次固结沉降的数值很小，但对于含有有机质的厚层软粘土，却不可忽视。

目前工程实践中施工期安全和稳定往往能够得到了有效保证，但工后沉降产生过大的现象仍常存在，其主要原因是次固结压缩量过大或下卧软土层工后压缩量过大导致工后沉降过大，导致路面开裂、桥头跳车、建筑物开裂或倾斜等情况出现。

为了控制软土地基的次固结沉降(工后沉降)，工程上通常采用排水固结+超载预压的方法，通过加大预压荷载或者延长预压时间来控制次固结沉降量，但是该方法通常采用经验系数法计算总沉降量和工后沉降量，未进行软土次固结试验以及次固结沉降计算，造成实际工程的工后沉降与计算值相差较大，工后沉降得不到控制；同时超载量受地基稳定的限制，超载比往往较小(一般不超过1.3)，效果不太显著。

目前，针对预压排水固结的软土地基处理方法不断改进，如公开号为CN106049413的中国专利技术通过强夯法将孔隙水经真空排水结构排出；CN104110025的中国专利技术采用软土内部管道与塑料排水板结合，利用真空抽排孔隙水将其排出；公开号为CN107916662的中国专利技术通过分区域分层等加快软土地基固结排水速率，简化施工工序；公开号为CN107916662的中国专利技术通过加筋、灌入泥浆等一系列施工方法控制次固结沉降。虽然，这些方法使得预压排水效果不断提高，一定程度上减少次固结沉降，但是它们均没有对次固结沉降进行量化控制，实际效果并不显著。

发明内容

鉴于上述，本发明提供了一种通过控制次固结沉降的软土地基处理方法，可对地基工后沉降的不同要求进行量化设计。

一种通过控制次固结沉降的软土地基处理方法，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(或堤坝等构造物)。超固结法可使软黏土转化为超固结土，从而减少软土的次固结系数，减少软土层的次固结沉降量，达到控制构造物工后沉降的目的。