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深圳地区软土多分布在西部沿海地区和伶仃洋东岸,一般厚度3~10m,最厚达20m,属滨海相和三角洲相沉积,形成于中至晚全新世。具有一般软土所共有的特性:含水量高,最大可达100%以上;大孔隙比,天然孔隙比大于或等于1.0;高压缩性,压缩模量的平均值约为1.6MPa;低强度,不排水抗剪强度可低于4.0kPa。特区成立近三十年来,随着深圳经济和城市建设的迅速发展,土地资源越来越紧张,使得必须考虑早先认为不适宜作为建筑场地的软土分布区域或填海造地,以缓解城市发展对土地资源的需求,从而推动了深圳软土地基处理事业的发展。目前为止在类似场地己进行了许多大型项目的建设,如深圳市福田保税区、深港西部通道等等,即将进行的还有深圳机场三期项目。
虽然在软土地基处理理论与实践方面积累了丰富的经验,但也存在诸多不足,对沉降计算方法、固结系数变化规律研究以及沉降方面的研究还不够完善。从这些方面展开研究,将极大的有利于日后工程实践从而推动深圳软土地基处理事业进一步向前发展。
为了更好的展开对深圳地区软土地基沉降规律的研究,本文是通过收集深圳地区有代表性软土地基处理工点数据从以下几个方面展开进行的:
1、沉降计算方法深圳地区工程设计中多采用一维固结沉降公式的两种形式即e-p曲线和e-logp曲线计算软土地基的主固结沉降。由于深圳地方规范的要求以及工程师的经验和习惯,大量工程采用e-p 曲线法计算。文中分别从不考虑软土应力历史按 e-P 曲线 (即压缩系数a<,1-2>或压缩模量E<,s>)及考虑软土应力历史按 e-logp曲线(即压缩指数C<,c>)进行实例验证,推算出了符合深圳地区沉降计算修正系数。
2、沉降预测方法
①基于灰色理论预测由实测沉降值按GM(1,1)模型拟合的结果与实测结果非常吻合,并能预测后续时间的沉降量及工后沉降值,分析出GM(1,1)模型运用到工程实际中是可行的。且该模型预测可达到缩短工期、降低造价和提高工程质量的目的。与传统的预测法相比,预测结果更精确,同时通过后验差检验可以确定每次预测的精度,判断模型是否合格。或对预测模型进行关联度γ的检验,可直接反映出实测曲线与预测曲线的相关程度,可以判别模型是否合理。通过补充新的沉降观测数据构建等维新陈代谢模型,是一个动态的预测模型,反映了沉降的新的变化,预测精度更高,更接近实际值。同时该模型随着观测时间越长,推测的结果精度越高。用传统指数曲线推算的沉降曲线收敛较快,预测后期沉降值偏小,用双曲线推算的沉降曲线收敛较慢,预测后期沉降值偏大。而灰色模型则介于之间,与实测结果更为接近。所以灰色理论能够很好预测软土地基的最终沉降,从而能为设计和施工提供可靠的参考。
②基于软土层固结的排水本质预测从软土层固结的排水本质出发,建立了符合软土层实际情况的数学物理模型,推算出与预压荷载无关的主固结沉降算法。
3、固结系数变化规律从室内固结试验数据着手,选取有代表性固结试验数据,分析影响软土层固结沉降的原因,结合工程实例推导出固结随加载的变化规律。
按室内试验C<,v>的变化及恒载后实测曲线反演的C<,v>,对理论曲线进行修正,修正后曲线和实测曲线基本相一致,验证了C<,3>变化规律的正确性。
4、深圳地区软土地基沉降规律实例分析通过深圳市固戍污水处理厂工程实践对软土地基处理、监测检测及软土的物理力学特性作深一步的了解。通过预测方法预测与实测沉降对比,预测沉降与实测沉降基本相符。