复合地基的沉降计算与控制

1、复合地基的沉降计算与控制软弱粘性土（即我们俗称的软土）是淤泥、淤泥质粘土以及 淤泥质亚粘土的总称。 从软弱粘性土的组成结构方面上来说， 这 种土质最大的特性在于其有着极高的天然含水量， 优越的压缩性 能、较低的承载能力以及较少的腐殖质物质。 从软弱粘性土的层 次构造角度来说，其多为泻湖相、河相以及海相沉积层。在现阶 段技术条件支持之下， 相关工作人员在对复核地基沉降程度加以 计算的过程当中所采取的计算方式多为： 将总沉降分为包括下卧 层以及加固层在内的两个部分。 下卧层选用分层总和法对该层次 结构的压缩模量以及压缩指数参数加以计算， 而加固层则选用复 合模量法对该层次结构的相关压缩指标参数进行

2、计算。 这种计算 方式所得出计算结果指之所以与实际测定结果差异较大， 其关键 在于下卧层计算方式下沉降值测定误差， 加固层现有运算方式的 运算可靠性比较高且所计算结果与实际测定结果之间的差异性 并不显著，再次不多做累述。由此可见，下卧层计算正是相关工 作人员下一步研究的重点。 笔者在对深厚软土水泥搅拌桩复合地 基沉降以及相关控制方式加以分析的过程当中， 一并提出了一种 能够精确计算下卧层沉降参数的计算方式。 现对其做详细分析与 说明。1 深厚软土水泥搅拌桩复合地基沉降及其计算分析A 城市位于我国东南部沿海地区，为我国最典型的深厚软土地区。 从土层地质构造形式角度上来说， 土层上部为滨海相淤 积

3、土土层， 下部为湖海相沉积层。 该市水利工程建设事业发展迅 速。软土厚度参数基本可以达到 30m左右。20世纪80年代后期， 大量水利工程建设项目开始在应用单轴深层水泥搅拌桩对深厚 软土地基进行加固的基础之上， 成功构建了一批稳定性极高的水 利装置设备。 这部分装置设备在投入水利建设的过程当中由相关 部门针对其沉降结构加以实时观测。对相关观测结果加以统计， 可作出如下几点判定：（1）在应用深层水泥搅拌桩针对软土地基进行加固的背景 之下，软土地基上部水利设备的沉降程度较小， 沉降变化表现均 匀且能够在较短时间内恢复稳定状态。 该批水利建设项目在工程 竣工时已基本完成了 90甚至以上指标的沉降量，

4、符合相关标 准规范当中有关水利建筑竣工期间沉降量指标的要求；（2）对于水利建设过程当中持续应用时间较长的水利建设设备而言， 尽 管其在建设施工过程当中所承受的载荷作用力较大， 但在水泥搅 拌桩桩体长度、 桩径参数以及置换比率的调整作用之下， 建筑物 荷载对于软土地基基础的特殊性要求依然能够得到较好的满足， 从而确保水利建筑地基沉降量能够始终控制在较低水平当中。选取该批次水利建筑当中某建设单位在运行的水利装置为 例，按照上文所述的传统计算方式， 针对该水利建筑的沉降程度 及指标参数进行运算可按照以下步骤实现： 首先， 对于加固层而 言，我们可以将整个水泥搅拌桩桩群视作一个实体基础， 该实体基础在

5、建筑并接受载荷过程当中所产生的压缩变形量同加固层 在深厚软土地基作用之下发生的沉降参数是均等的。 根据相关实 地测定结构可得知加固层的沉降为 33mm其次，对于下卧层而 言，在分层总和法与水利建筑周边沉降程度实际观测点布置位置 的作用之下，可参照压缩模量以及压缩指数对沉降程度的影响， 得知下卧层的沉降为214mm由此的推导出整个水利建筑物的总 沉降参数为加固层沉降与下卧层沉降的和，即为247mm然而这一计算结果与实际测定结构之间的差异可以达到 3 倍以上，并且 由下卧层计算差异所导致的差异比重占到了85以上，值得重视。2 软土结构性及建筑物沉降控制分析 何谓软土的结构性表现呢？一般来说，包括土

6、层颗粒、空 隙形状表现、 颗粒之间的相互性作用力以及组构形式均属于软土 结构性表现的研究范畴当中。 根据有关A市土层相关实验结果所 得出数据的分析， 我们可以得知有关该城市深厚软土的几方面结 构性表现：（ 1）空隙比高。对于薄壁土样而言，这种空隙比甚 至可以达到 1.9 左右；（ 2）透水性好。同样是对于薄壁土样而 言，其测定得出的竖向固结系数最大限度参数在正常情况下是同 等测定状态下重塑土样竖向固结系数最大限度参数的 9 倍左右。 依照深厚软土地基当中薄壁土样实验中 e-lgP 的曲线表征及自 适应矫正示意图来说， 在相关曲线变化参数的作用之下我们可以 对该深厚软土土体结构的屈服应力的一种新

7、型确定方法加以研究与论证。 首先，我们应当明确的问题在于何谓土体屈服应 力。对于深厚软土土体而言， 其所表现出的结构屈服应力主要是 指原状土在接受压缩作用力的过程当中， 以土骨架弹性压缩为主 的土体结构变形以基本结束， 土体当中的粒间与组构联系位置开 始呈现出破坏状态时所产生的应力。 我们知道： 对于深厚软土水 泥搅拌桩所涉及到的复合型地基设计而言， 为充分满足沉降及承 载作用力的需求， 且凸显沉降控制的重要意义， 对于加固层及下 卧层的沉降控制是极为关键的。 由上述分析我们不难得知： 在建 筑物特别是水利建筑荷载作用力正常状态之下， 加固层所表现出 的沉降作用力是比较小的，一般而言其始终控制

8、在30mm范围之内。针对 e-lgP 的曲线表征及自适应矫正示意图反映出的地基沉 降会在固结压力大于土体结构屈服应力的状态之下发生严重变 化，并给整个水利建设施工的正常运行造成严重危害， 其关键在 于针对水泥搅拌桩的相关设计参数加以合理调整与控制， 始终确 保土体结构屈服应力应当始终大于下卧层自重应力与附加应力 的总和。以 e-lgP 的曲线表征及自适应矫正示意图为例， 在这一 条件作用之下， 实际的压缩路径会较为精确的落在 e-lgP 曲线的 平稳曲段当中，进而确保下卧层的沉降状态能够达到有效控制。 经由沉降计算表明， 这种以控制下卧层沉降测误差为主的计算方 式能够最大限度的缓解传统计算方式之下计算结果与实际测定 结果之间的误差，确保沉降控制的直接有效，值得大范围推广。3 结语伴随着现代科学技术的蓬勃发展与经济社会现代化建设进 程日益完善，社会大众持续增长的物质文化与精神文化需求同时 对新时期的水利建设事业提