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我国西南地区汇集长江、岷江等多条水系,沿江两岸河谷阶地上常常分布有第四系冲洪积相软弱土,其厚度数十米至数百米不等。随着西南地区基础设施建设的大力开展,在沿江山区、丘陵地貌单元上通过高填方形式修建建筑场地的工程越来越多。不同于一般建筑地基,高填方体对地基将产生很大的荷载,当遇到大厚度的上述软弱地基时,其沉降量将很大,严重威胁工程安全,使用正确的地基处理方法对地基进行有效处理,提高其强度,减少其沉降量,对于保障建筑安全运营具有重要意义。
本文以涪陵电厂工程建设为研究背景,以高填段深厚软弱土地基为研究对象,结合场区工程地质情况,重点研究了场区深厚软弱地基的工程特性,采用分层总和法和三维数值模拟方法对深厚软基沉降变形特性进行研究,分析拟选出合适的地基处理方法,初步设计出六种地基处理方案,通过理论技术可行性分析、处理效果分析、经济性分析以及复合地基抗滑稳定性分析,最终提出“碎石桩+清除部分软弱土”的地基处理方案,经验证该方案经济可行,处理效果好,达到保证工程稳定性及安全使用的目的,文章取得的主要成果有以下几点:
(1)场区覆盖层主要分布在斜坡、沟谷和Ⅰ级阶地三个地貌单元上,存在分区性,根据其形成和组成特征分为“河滩型”软弱地基、“沟谷型”软弱地基及“斜坡型’’软弱地基;
(2)场区工程地质条件分析结果表明场区软弱地基不均匀性明显,主要表现在三个方面:①软弱地基平面上分布不均匀,三种类型软弱地基分布位置具有分区性;②软基厚度不均匀,呈现规律性:“河滩型”软弱地基厚度>“沟谷型”软弱地基厚度>“斜坡型”软弱地基厚度;③软基组成不均匀。冲洪积粉质粘土和粉土呈条带状分布于场地北部、东北部的长江沿岸;坡洪积粉质粘土主要分布于冲沟内;残坡积粉质粘土主要分布于斜坡及坡顶地段;
(3)根据原状土样室内物理力学试验,深厚软弱土为粘粒含量高,天然含水率较高,力学强度较低的中压缩性低液限土,工程中必须对该层土体进行处理。
(4)通过对深厚软基粉质粘土部分物理参数的统计回归分析发现其含水率与孔隙比、含水率与湿密度以及液限与塑性指数之间存在较好的相关性,形成经验公式分别为e=0.023w+0.166,ρ=-0.01w+2.217和I(ρ)=0.619W(1)-7.186;
(5)采用分层总和法对19-19剖面深厚软弱地基沉降计算,结果显示深厚软弱地基190m平台下方地基表面沉降量达到1130mm,向两边逐渐减少,地基沉降很不均匀;
(6)利用FLAC3D软件建立三维计算模型对深厚软基整体变形特性进行分析,更好地研究地基沉降的不均匀性。软弱地基范围内最大沉降出现在19-19剖面范围及其附近,该范围地基侧向位移也大于其他区域;从局部来看,19-19剖面180m平台-190m平台下方地基沉降量达到1.1m左右,此结果与理论计算较接近。同时地基向坡外发生了约0.72m的侧向位移;
(7)分析剖面不均匀沉降变形特征,沉降量呈现以最大沉降量位置为中心,向两边逐渐减少的规律;沉降量最大值出现在软弱地基厚度很大,荷载水平不大的位置,因此软基厚度是影响地基沉降的主要原因,荷载量级的影响处于次要地位;
(8)对多种地基处理方法的比较发现碎石桩法和水泥搅拌桩法是适合该场地的处理方法,对六种地基处理方案进行理论技术可行性分析、处理效果和经济性分析及地基稳定性分析,认识到把碎石桩与清除部分软基手段相结合能得到好的处理效果,处理后稳定性达到工程要求。
本文以涪陵电厂工程建设为研究背景,以高填段深厚软弱土地基为研究对象,结合场区工程地质情况,重点研究了场区深厚软弱地基的工程特性,采用分层总和法和三维数值模拟方法对深厚软基沉降变形特性进行研究,分析拟选出合适的地基处理方法,初步设计出六种地基处理方案,通过理论技术可行性分析、处理效果分析、经济性分析以及复合地基抗滑稳定性分析,最终提出“碎石桩+清除部分软弱土”的地基处理方案,经验证该方案经济可行,处理效果好,达到保证工程稳定性及安全使用的目的,文章取得的主要成果有以下几点:
(1)场区覆盖层主要分布在斜坡、沟谷和Ⅰ级阶地三个地貌单元上,存在分区性,根据其形成和组成特征分为“河滩型”软弱地基、“沟谷型”软弱地基及“斜坡型’’软弱地基;
(2)场区工程地质条件分析结果表明场区软弱地基不均匀性明显,主要表现在三个方面:①软弱地基平面上分布不均匀,三种类型软弱地基分布位置具有分区性;②软基厚度不均匀,呈现规律性:“河滩型”软弱地基厚度>“沟谷型”软弱地基厚度>“斜坡型”软弱地基厚度;③软基组成不均匀。冲洪积粉质粘土和粉土呈条带状分布于场地北部、东北部的长江沿岸;坡洪积粉质粘土主要分布于冲沟内;残坡积粉质粘土主要分布于斜坡及坡顶地段;
(3)根据原状土样室内物理力学试验,深厚软弱土为粘粒含量高,天然含水率较高,力学强度较低的中压缩性低液限土,工程中必须对该层土体进行处理。
(4)通过对深厚软基粉质粘土部分物理参数的统计回归分析发现其含水率与孔隙比、含水率与湿密度以及液限与塑性指数之间存在较好的相关性,形成经验公式分别为e=0.023w+0.166,ρ=-0.01w+2.217和I(ρ)=0.619W(1)-7.186;
(5)采用分层总和法对19-19剖面深厚软弱地基沉降计算,结果显示深厚软弱地基190m平台下方地基表面沉降量达到1130mm,向两边逐渐减少,地基沉降很不均匀;
(6)利用FLAC3D软件建立三维计算模型对深厚软基整体变形特性进行分析,更好地研究地基沉降的不均匀性。软弱地基范围内最大沉降出现在19-19剖面范围及其附近,该范围地基侧向位移也大于其他区域;从局部来看,19-19剖面180m平台-190m平台下方地基沉降量达到1.1m左右,此结果与理论计算较接近。同时地基向坡外发生了约0.72m的侧向位移;
(7)分析剖面不均匀沉降变形特征,沉降量呈现以最大沉降量位置为中心,向两边逐渐减少的规律;沉降量最大值出现在软弱地基厚度很大,荷载水平不大的位置,因此软基厚度是影响地基沉降的主要原因,荷载量级的影响处于次要地位;
(8)对多种地基处理方法的比较发现碎石桩法和水泥搅拌桩法是适合该场地的处理方法,对六种地基处理方案进行理论技术可行性分析、处理效果和经济性分析及地基稳定性分析,认识到把碎石桩与清除部分软基手段相结合能得到好的处理效果,处理后稳定性达到工程要求。