软基预处理中的堆载预压及其监测

表 1 煤场 ②号土及 ③号土的分布情况
地层编号 西侧厚度 /m
东侧厚度 /m 平均厚度 /m
② ③ ②+③
1716 1912 3618
2018 1018 3116
1912 1510 3412
3 收稿日期 : 2007 - 02 - 08 作者简介 : 陈俊峰 (1972 - ) , 男 , 上海人 , 助理工程师 。
B2
310
427
163317 04112115
B3

426
227010 04112115
B4
615
378
244619 04110127
B5
810
378
281013 04110127
B6
815
426
320918 04112115
B7
815
426
323619 04112115
B8
815
426
300814 04112115
51612
F1 - 2 - 545710
39312
F1
F1 - 3 - 1502810
23717
F1 - 4 - 2378910
18612
F1 - 5 - 3027510
15717
注 : 正值表示下沉 , 负值表示抬升 。
200416117
31114 深层土体水平位移 C2为较典型的深层水平位移观测点 , 位
某电厂位于浙江省东南沿海瓯江口 , 厂址 区海岸线长约 1800m。工程容量为 4 ×1000MW 超超 临 界 机 组 。煤 场 区 域 地 面 设 计 标 高 为 3160m (1985国家高程基准 , 下同 ) 。
1 地层概况
煤场区 50m深度内主要地层从上到下依次为 : ①层 , 粘土 , 灰黄色 , 湿 , 可塑 , 底部状 态变差 , 为软塑状 。层厚 1115 ～3160m , 一般 为 1180m。 ②层 , 淤泥 , 青灰色 , 饱和 , 流塑 。层厚 10140～30120m , 一般为 17191m。 ③层 , 淤泥质粘土 , 青灰色 , 饱和 , 流塑 。
经过对 堆 载 方 案 时 的 地 基 进 行 稳 定 分 析 (见表 3) , 可知每级荷载下的安全系数 F s均大 于 112, 整个堆载过程均处于安全状态 。
表 3 加荷分级及修正后的固结度
项目
荷载分级
备注
P1 P2 P3 P4 P5
加载高度 /m 基底压力估算值 / kPa 荷载增量 / kPa
16
岩土工程 ·勘测
软基预处理中的堆载预压及其监测
土 层
② ③ ④
表 2 浅部土层固结系数推荐 固结系数
CV ( 10 - 4 cm2 / s) 910
CH ( 10 - 4 cm2 / s) 910
910
910
910
910
2 地基预处理
根据本工程的特点 , 采用堆载法 。
211 地基预处理设计
②2
1611
1710
③
1711
1716
②1
11734 11423
孔隙比 e
②2
11841 11485
③
11396 11260
液限 WL
②2
5418
5113
③
4513
4218
压缩模量 Es
②1
1175
2122
100～200kPa (MPa)
②2
1165
2129
增长率 /% 1718 1912 810 419 516 219 1719 1913 917 614 515 2619 3818
⑶数据同时还显示 , 上部土层的加固效果 明显好于下部 , 尤其表现在 10m 以内 , 验证了 附加应力随着深度增加而逐渐减小 。
表 7 地基土主要物理指标对比
地基土物理指标 土层编号 加固前 加固后
②1
6212
5111
含水量 w / %
②2
6516
5310
③
4817
4418
②1
1614
1712
天然重度 γ / kN /m3
根据分层沉降监测数据分析 , 浅层土体的 沉降速率明显比深层土体要快 , 沉降量也较深 层土体大 。随着堆载厚度的增加 , 这种规律趋 于明显 。典型的 F1 监测数据及其分层沉降见 表 6。
18
表 6 分层沉降情况
观测位置 测点 标高 (mm) 累计沉降量 (mm ) 截止时间
F1 - 1 147310
层厚 3185～19120m , 一般为 8194m。 ④层 , 粘土 , 灰色 , 灰黄色 、棕黄色 , 可
塑 ～ 硬 塑 。 层 厚 7140 ～ 37110m , 一 般 为 24170m。
煤场区域主要的软弱层为 ②层淤泥及 ③层
淤泥质粘土 , 其分布情况详见表 1, 浅部土层的 固结系数推荐指标见表 2。
B9
815
427
295612 04112115
B10
810
427
279411 04112115
B11
617
426
193613 04112115
从观测数据可知 , 在场地的中央位置沉降 量最大 , 向边缘逐渐变小 。 31112 孔隙水压力
按照监测数据绘制监测点超孔隙水压力随 时间及荷载变化的关系曲线 。从图上分析 , 在 加载期间 , 超孔隙水压力不断上升 ; 在荷载停 歇期 , 超孔隙水压力则不断降低 。在地基浅层 塑料排水板深度范围内土体中的超孔隙水压力 消散的速度较快 , 而在其下卧区 , 消散比较缓 慢 , 固结速度明显比加固区的要慢 。 31113 分层沉降
岩土工程 ·勘测
313 原位测试成果 31311 静力触探
场地预处理前后 , 在相同孔位均进行了对 比性静力触探试验 , 以检验地基土排水固结的 效果 。由试验成果对照图可知 , 场地进行预处 理后 , 地基土强度明显增强 , 尤其表现在浅层 10m 之内 。其中 MJ3 号预处理中后期静探孔与 预处理前 MJ1 号静探孔对应 , 位于相同孔位 , 其静探试验对比情况见图 2及图 3。
311 场地监测成果 31111 地表沉降
在煤场北部设置了一条自西至东长 200m 的 地表沉降观测线 , 按大约 20m 的等距布设 11个 沉降观测点 。观测情况见表 5。
表 5 地表沉降
观测位置 总回填厚度 观测历时 累计沉降量
/m
/d
/mm
截止时间
B1
310
426
136117 04112115
21111 预压荷载的确定 根据设计 , 煤场的堆煤高度为 1210m , 煤
的重度 γ = 1010kN /m3 , 可知最大使用荷载 P = 120kPa。预压堆料为开山就近得到的石料 、塘 渣等 , 堆料的重度 γ = 2010kN /m3 , 经计算的堆 载高度 为 610m , 加 之 最 终 设 计 地 坪 ( 316m ) 与目前地坪 ( 118m ) 的高差 118m , 再考虑约 213m 沉降 , 确定预压堆载的最大厚度 1011m , 即最大预压荷载为 202kPa。 21112 排水系统设计
本场地在地基预处理前后 , 均进行了钻探 取样工作 。根据各阶段土工试验成果 , 在表 7 中对地基土的主要物理力学性质指标进行了对 照 , 具体分析如下 :
⑴场地预处理后 , 地基土的物理指标明显 得到改善 , 表现为含水量减小 、重度增大 、孔 隙比减小 。
⑵从力学性质角度分析 , 在预处理之后 , 土体强度显著提高 。
软基预处理中的堆载预压及其监测
岩土工程 ·勘测
软基预处理中的堆载预压及其监测
陈峻峰 , 张 震 , 王 健
(11华东电力设计院 , 上海 200331; 21华能国际电力有限公司浙江分公司 , 浙江 玉环 317604; 31建设综合勘察研究设计院 , 北京 100007)
摘 要 : 对某电厂 Ⅰ期堆煤场地软基的堆载预压排水固结预处理方法进行了论述 , 并以原位监测资料做 验证分析后 , 认为该设计方法是合理的 , 可为类似工程提供有益的借鉴 。 关键词 : 排水固结法 ; 堆载预压 ; 原位监测 。 中图分类号 : TU4 文献标志码 : B 文章编号 : 167129913 (2007) 0220016205
The Heap Preload ing M ethod and M on iyor ing Apply on Soft Founda tion Pretrea tmen t
CHEN Jun - feng, ZHAN G Zhen, WAN G J ian ( 11East Ch ina E lectric Pow er D esign Institu te, S hangha i 200331, Ch ina; 21Huaneng Pow er In terna tiona l, Inc1 Z hejiang B ranch, Yuhuan 317604, Ch ina; 31Ch ina Institu te O f Geotech ica l Investiga tion A nd S u rvey ing, B eijing 100007, Ch ina)
于煤场西侧 , 在煤场东西向中间延长线上 。 在堆载前期土体位移量比较大 , 而且位移方 向与实际堆 载一 致 。对 整 个 堆 载 过 程 监 测 分 析 , 土体在堆载期间未出现突变现象 , 总体 比较稳定 。
根据 C2 资料分析可知 , 土体侧向位移较 小 , 说明竖向固结效果较好 。 312 地基土物理力学指标对比
图 1 加荷分级和各级荷载下的固结度示意图
21115 沉降及沉降速率 主要计算中心点沉降 。在各级荷载作用下
地基土的固结沉降情况见表 4。
表 4 沉降计算结果
项目 中心点最终沉降 / cm
荷载分级
P1
P2
P3
P4
P5
75 125 18715 23715 28715
固结度 80%时中心点最终 沉降 / cm
215 212 210 117 117 50 94 134 168 202 50 44 40 34 34 -
起止时间 tn - 1, tn / d 固结度 / %
0 90 200 310 410 -
80 190 300 400 500 99 99 99 91 56 -
Pi/ P0 修正后的固结度 U t/ %
(3) 采用厚 50cm 的砂 (碎石 ) 垫层结合 在场地上设置的排水盲沟作为水平向排水系统 , 集中到 排 水 井 , 用 水 泵 进 行 抽 水 , 保 证 排 水 效果 。
21113 预压加荷计划设计 由于 ②号淤泥质粘土的地基承载力标准值
fk = 50kPa, 不足以承受 202kPa的荷载 , 因此需 进行分级堆载 。具体加荷计划及计算结果见表 3 和图 1。 21114 稳定性分析
本工程排水系统采用塑料排水板 (竖向 ) 和砂垫层 (水平向 ) :
(1) 塑料排水板采用 B 型塑料排水板 , 宽 度为 100mm , 厚度为 415mm。
(2) 堆煤区塑料排水板按正三角形布置 , 施插深度为 25100m , 上余 0150m , 实际每根长 度为 25150m , 排水板间距为 1120m , 。
Abstract: The heap p reloading and drained consolidated m ethod of soft foundation treatm ent at one power p lant’ sⅠ stage coal yard has been discussed on this paper, after check analysis in situ moniyoring, it is rational and can give instructive ideas for sim ilar p roject1 Key words: drained consolidated method; heap p reloading; in situ test1
0125 0121 0119 01175 01175 2418 2018 1818 1519 918 ∑91
综合修正后的固结度 U to / %
- - - - - 8313
稳定系数 F s
1121 1131 1139 1147 1149 -
注 : 上表中综合修正是指因为排水板未打穿软土层时的修正 , 其中包括未打穿的软土层产生的固结 。
60
100 150 190
230
3 预处理效果分析
为控制堆载速率 、确定休止周期以及检验
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软基预处理中的堆载预压及其监测
岩土工程 ·勘测
预处理效果 , 对堆载全过程进行了跟踪监测 , 监测过程历经 570天 。
监测内容包括孔隙水压力观测 , 地表沉降 观测及分层沉降观测 , 深层土体水平位移观测 等 。同时逐期进行十字板剪切试验 、静力触探 试验及钻探取土 、土工试验等工作 。