[發明專利]一種通過控制次固結沉降的軟土地基處理方法

有效

• 申請號: 201810697619.0
• 申請日: 2018-06-29
• 公開（公告）號: CN108797558B
• 公開（公告）日: 2020-05-12
• 發明（設計）人: 俞帆
• 申請（專利權）人: 浙江省交通規劃設計研究院有限公司
• 主分類號: E02D3/10
• 分類號: E02D3/10
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司 33224
• 代理人: 王琛

1.一種通過控制次固結沉降的軟土地基處理方法，其特征在于：通過原狀土室內試驗計算出正常固結狀態下軟土地基的工后沉降量，若其大于實際工程對軟土地基的工后沉降要求，則采用超固結法對軟土地基進行處理，所述超固結法即對軟土地基進行排水固結+堆載預壓法處理，預壓期滿足后卸載并回填輕質材料以及填筑路面結構；

通過原狀土室內試驗計算正常固結狀態下軟土地基工后沉降量的具體過程為：首先在工程區域進行地質勘探并利用薄壁取土器獲取原狀軟土土樣；然后將采集到的土樣制成試樣并在正常固結狀態下進行一維次固結試驗和常規土工試驗，獲得軟土地基每一土層的原狀土次固結系數和常規土工參數；最后根據原狀土次固結系數計算出每一土層的次固結沉降量，進而將每一土層的次固結沉降量累加得到正常固結狀態下軟土地基的工后沉降量；

采用超固結法對軟土地基處理設計過程中通過以下步驟確定輕質材料的填筑厚度：

(1)將軟土土樣制成試樣并在不同超固結狀態下進行一維次固結試驗，擬合出軟土地基每一土層次固結系數隨超固結比的變化曲線；

(2)選取多組不同的超載比，計算出每一土層在不同超載比荷載預壓下卸載前后的附加應力和自重應力，并根據附加應力和自重應力計算不同超載比下每一土層的超固結比；

(3)根據每一土層次固結系數隨超固結比的變化曲線，確定不同超載比下每一土層的次固結系數，進而根據次固結系數計算出不同超載比下每一土層的次固結沉降量，并將每一土層的次固結沉降量累加得到不同超載比下軟土地基的工后沉降量；

(4)繪制出軟土地基工后沉降量隨超載比的變化曲線，并根據實際工程對軟土地基的工后沉降要求選取對應的超載比，進而根據所選取的超載比計算確定輕質材料的填筑厚度。

2.根據權利要求1所述的軟土地基處理方法，其特征在于：通過以下公式計算獲得每一土層的原狀土次固結系數：

其中：對于任一土層的原狀土次固結系數C_α，t₁～t₂為試驗中所選取的次固結起訖時間，e₁和e₂分別為該土層在次固結起訖時間對應的次固結孔隙比。

3.根據權利要求1所述的軟土地基處理方法，其特征在于：通過以下公式計算每一土層的次固結沉降量：

其中：對于任一土層的次固結沉降量s，H為該土層的厚度，C_α為該土層的原狀土次固結系數，t₁～t₂為試驗中所選取的次固結起訖時間，e₀為固結度達到100％時該土層的孔隙比。

4.根據權利要求1所述的軟土地基處理方法，其特征在于：所述超固結法對軟土地基進行堆載預壓，預壓到地基固結度達到100％時卸載并回填輕質材料，輕質材料的填筑厚度由實際工程對軟土地基工后沉降要求確定。

5.根據權利要求1所述的軟土地基處理方法，其特征在于：所述步驟(2)中通過以下公式計算不同超載比下每一土層的超固結比：

其中：對于任一超載比OCL下任一土層i的超固結比OCR，σ₀為土層i在超載比OCL下的自重應力，σ₁為加載后土層i在超載比OCL下的附加應力，σ₂為卸載后土層i在超載比OCL下的附加應力。

6.根據權利要求1所述的軟土地基處理方法，其特征在于：所述步驟(4)中通過以下公式計算輕質材料的填筑厚度：

其中：h為填筑厚度，OCL為超載比，γ為土體的重度，γ_ESP為輕質材料的重度，H₀為路堤的設計高度。

7.根據權利要求1所述的軟土地基處理方法，其特征在于：所述輕質材料采用超輕質材料EPS泡沫塑料塊體。