[發明專利]在強結構性軟土上使用的堆載預壓法安全施工方法

有效

• 申請號: 200910049878.3
• 申請日: 2009-04-23
• 公開（公告）號: CN101603308A
• 公開（公告）日: 2009-12-16
• 發明（設計）人: 馬磊;沈水龍;羅春泳;孫文娟
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: E02D3/02
• 分類號: E02D3/02;E02D3/10;E01C3/00;G01N3/08;G01N3/24;G01N15/08
• 代理公司: 上海交達專利事務所
• 代理人: 王錫麟;王桂忠

1.一種在強結構性軟土上使用的堆載預壓法安全施工方法，其特征在于包括如下步驟：

第一步，前期地質調查，劃分土層，查明透水層的位置、地下水類型及水源補給情況，并通過土工試驗確定土體參數，作出土工試驗表；

1.1采用現場鉆孔取土的方法劃分土層，對場地各點鉆孔后取出土試驗確定各層土體的頂板及底板高層，同時確定地下水分布，最后匯總制圖；

1.2現場鉆孔用薄壁取土器取天然原狀土的試樣，通過室內試驗測定土體的各項物理力學參數，作出土工試驗成果總表，具體為：

在現場鉆孔劃分土層過程中，同時用薄壁取土器取天然原狀土的試樣，通過室內試驗測定土體的各項物理力學參數，需要進行的室內試驗有固結試驗，確定土體各級固結壓力p作用下土樣壓縮至穩定的孔隙比e的變化，繪制土體的e-logp曲線，同時測定固結系數U與時間因子T_v的關系，繪制U-T_v曲線；三軸試驗，確定土體抗剪強度及原狀土與完全擾動土的強度增長率和最后通過烘干土樣測得初始孔隙比e₀和壓縮完成后孔隙比e_r，并整理成土工試驗表；

第二步，前期塑料排水板及砂墊層的施工；

2.1整平場地，在施工區域鋪設半米厚的砂墊層，作為地表水平排水通道；

2.2安裝連接好各種設備，埋設塑料排水板；

第三步，中期地質勘測，確定前期塑料排水板施工對下部土體的擾動程度；

3.1現場鉆孔用薄壁取土器取天然原狀土的試樣；

3.2用步驟3.1中取得的試樣在試驗室內用固結儀測定土體的e-logp曲線，

確定此時受擾動后各層土體的屈服應力p_yield，并且測得對應于此屈服應力的孔隙比e_p0；通過擾動度公式確定土體打設完塑料排水板后的擾動度

第四步，確定施工參數，根據土體強度增長與固結度的關系確定后期路堤堆載的進度安排；

4.1確定道路第一級路堤的堆載高度：根據工程的安全系數結合得到的土體初始抗剪強度由極限承載力法獲得第一步路堤堆載高度h₁，具體如下：

第一級路堤堆載高度h₁與極限承載力系數N_c，安全系數F，土體重度γ與初始土體抗剪強度C_u相關，其關系如下：

4.2確定第一級路堤施工時間：所用公式為：其中t₁為第一級施工時間，h_c為每層鋪設厚度，取20-30cm，t_c為每層鋪設所耗工時；

4.3確定路堤第二級堆載需要達到的高度h₂：假定一個可能的堆載總高度h_t，通過實時跟蹤監測路堤沉降及使用測得數據進行三點法分析確定路堤施工完成后最終的沉降量S_t，施工結束后路堤高度標高為h_b，當得到h_t＝h_b+S_t時即得到所需h_t的高度，之后用公式h₂＝h_t-S_t-h₁確定第二級堆載高度；

4.4確定第二級路堤施工時間，其確定方法與4.2一樣，即：其中t₂為第二級路堤施工時間；

4.5路堤土體在第二級堆載前需要獲得的強度增加ΔC_u：根據4.3中第二級堆載高度h₂，由極限承載力法確定；

4.6確定達到4.5中要求強度時的固結度：根據結構性土體強度增長與固結度變化的關系，即在屈服點前軟粘土抗剪強度增長率為達到屈服點后軟粘土抗剪強度增長率為確定土體強度增長情況，對比4.5中所需要獲得的強度增長ΔC_u，確定得到達到要求強度時的固結度；

4.7確定兩級加載之間的等待時間：根據太沙基一維固結理論，用第一步中固結度與時間因子的關系及4.6中的固結度，得到等待時間；

4.8根據前期已確定的兩級路堤高度，總高度及兩級堆載時間及之間的等待時間確定整體工程的工程進度；

第五步，根據第四步中確定的施工方案進行路堤堆載施工，最后鋪設路面，完成整個路堤的施工。