基于土工试验资料的塑料排水板处理海堤地基效果分析.pdf

第 4期 ( 第 3 3 5期) 吉 林 水 利 2 0 1 0年 4月 文章编号1 0 0 9 2 8 4 6 ( 2 0 1 0 )0 4 - 0 0 2 0 0 3 基于土工试验资料的塑料排水板处理 海堤地基效果分析 罗林峰 ，刘莹。 ( 1 浙江广川工程咨询有限公司，浙江 杭 州 3 1 0 0 2 0 ； 2 杭州大地科技有 限公司，浙江 杭 州 3 1 0 0 2 0 ) 摘耍 通过 时某围垦工程海堤地基土体在 塑料排水板施工前，及施工结束后取样 进行备类土工试验分析 ，从土体 工程 特性变化的角度 ，对比了土体的含水量 w 、孔隙比 e 、压缩模量 E s 、固结系数 Cv 、快剪及固蛄快剪 C、 值等物理 力学 性质参数 ，其性质 均得到 了很大的改善，从另一 个侧面说明，以塑料排 水板 为主要排 水设施 的排 水 固结 法处理海相沉积 软土 是 有 效 的 。 关键词 土工试验 ；塑料排 水板 ；地基处理 ；海堤 中图分类号TV5 5 1 3 文献标识码 B 在浙江 省等沿 海地 区 ，在滨海 相软 土层地 基 上修筑港 口码头 、疏港公路、海堤等工程项 目较 为普遍 ，但此类软基具有天然含水量高 、孔隙比 大、高压缩性 、低渗透性等特点 ，因此往往需采 用工 程手段对 其进 行处 理 。 目前常用 的主要 为排 水 固结法 ，就是 打设竖 向塑料 排水 板 ，形成竖 向 排水通道 ，使地基在上部荷载的作用下 ，排水固 结 ，从而提高地基的承载力及稳定性。本文通过 对某海堤地基土体在排水板施工前，及施工结束 后取样进行各类土工试验分析 ，从土体工程特性 变化的角度 ，对 比了土体 的含水量 w、孔隙 比 e 、压缩模 量 E s 、固结 系数 C v 、快 剪及固结快 剪 C、 值等参数 ，分析和评价 了塑料排水板处 理海 堤地基 的效果 。 1工程概况 某围垦工程 围区堤线总长 1 3 k m，其中主堤 长 1 1 6 k in，副 堤 长 1 3 5 k m。工 程 围涂 总 面 积 调整为 5 4 6万亩 ，其 中南片 3 9 3万亩 ，北 片 1 5 3万亩 。属 I I 级海塘工程，围堤为 3级建筑 物，设计标准为 5 0年一遇高潮位与 2 O年一遇风 浪组合，5 O年一遇高潮位与 5 0年一遇风浪组合 进行校核。 全新统滨海组沉积的淤泥、淤泥质粘土及淤泥质 亚粘土，主要土层可分为六层，各土层分布及主 要 物理 力学 性质 如下 ： s i I 层 淤泥 ，灰黄色 一灰色一灰黑色 ，饱 和，流塑 ，高压缩性。含粉粒和有机质 ，局部夹 细小 白色贝壳碎片，平均层厚 5 1 1 1 4 1 T I 。 s i 层 淤泥质粘土，灰黄色灰色 ，饱和， 流塑 ，高压缩性 。含有机质 ，局部夹细小白色贝 壳碎片。该层分布较连续 ，局部缺失，平均层厚 0 6 7 m 。 1层 淤 泥，灰色 ，饱 和 ，流 塑，高压 缩 性 。含有机质，局部夹细小白色贝壳碎片。该层 分 布稳 定 ，平均层 厚 7 0 1 4 7 m。 2层 淤 泥 质粘 土 ，灰 色，饱 和 ，流 塑， 高压缩性。含有机质 ，局 部夹 细小 白色 贝壳碎 片。该层分布不连续 ，平均层厚 0 1 9 8 m。 层 粘土，灰黄色一灰兰色一褐黄色，可 塑一硬塑 ，中等压缩性 。局部夹粉土，勘探控制 最大 厚度 8 1 m。 层 基 岩 。 2 堤身结构及排水板 布置方式 根据地质勘察报告 ，堤线地基主要持力层为 面， 本工程海堤 堤身结 构形式为带平 台复 式断 其典型断面结构如下图所示 。主要 由碎石垫 收稿 日期2 0 1 0 -0 1 -2 2 作者简介罗林峰 ( 1 9 8 2 一) ，男，硕士研究生，主要从事岩土= r - l 、及安全鉴定工作。 一 2 O一 吉林水利 基于土工试验资料的塑料排水板处理海堤地基效 果分析 罗林峰等 2 0 1 0 年 4月 层 、土工织物 、堤身抛石 、砌石护坡 、混凝土扭 王 块 、闭气 土方 等组 成 。塑料 排水 板 主要 布置在 堤身抛石 区域 ，呈正方形布置 ，间距 1 5 m，插 入涂 面 以下 1 8 m。 3 地基土工程特性 分析 图 1 海堤结构典型断面 图 为对 比排水板处理前 ，及施工结束后 ，地基 土体的物理力学性质的变化情况，评价地基软土 层的处理效果 ，在本工程相同位置处( 外侧镇压 平台靠近主堤)进行了两次钻孔取样 ，取样深度 最 深为 2 1 m，并进 行 室 内土工 试 验 。取样 所得 的 地基土体物理力学性质指标变化对 比见表 1 。 表 1 地 基土体排水板处理前后物理力学性质指标变 化对 比表 从表中可知： 1 )在地基处理 2 0 m深度的范 围内， 目前海 堤地基土的物理力学指标均 由天然的淤泥 、淤泥 质粘土转变为粘土 ； 2 )天然土体的淤泥层 、淤泥质粘土层 的含 水量从 5 7 2 6 4 4 不 等，经排水 固结处 理 后 ，降 低 到 目前 地 基 土 的 含 水 量 标 准 值 为 4 5 3 ，最大降低 幅度 为 3 O 。从先前含水 量 大于其液限含水量 ，到 目前小于液限含水量； 3 )天然土体的孔隙 比 e在 1 3 9 0 1 7 5 9 之间，施工期结束后 ，地基土体的孔隙比标准值 为 1 2 3 1 ，较天然 土体 的孔 隙 比有 了大幅 的减 少 ； 4 )天 然 土 体 的压 缩 模 量 E s 0 1 0 2从 1 8 9 2 2 1 MP a不等 ，经排水 固结处理后 ，目 前其压缩模量 的标准值 为 2 6 9 MP a ，在 1 0 m 范 围内的浅层地基 ，其压缩模量更是达到了 3 MP a 以上 ，最大增加幅度为 5 8 7 ； 5 )天然 土体 的固结 系数 C v 0 2从 5 7 1 8 0 0 E-0 4 c m2 s 不等 ，地基土体排水 固结 处理 后固结系数标准值 目前为 1 2 9 6 E一0 3 c m s ，比 天然土体的固结系数提高了一个数量等级 ； 6 )天然 土体的快剪强度指标 c值在 4 4 9 。 0 k P a 不 等 ， 值在 1 7 o 一 3 0 o 不等 ，固结快 剪强度指标 c值在 5 8 8 5 k P a不等， 值在 1 3 9 。 一 1 6 5 。 不等 ，经排水 固结处理后 ，目前快 剪强度指标和固结快剪强度指标均得到了很大的 提高 ，其中 C 值均增加了一倍 以上。 4 结 语 本围垦工程海堤地基经排水板处理后 ，由具 有含水量高 、孔 隙 比大 、压缩 性高 、固结 系数 小、固结时间长 、抗剪强度低 、承载能力极低等 21 一 吉林水利 基于土工试验资料的塑料排水板处理海堤地基效果分析 罗林峰等2 0 1 0年 4月 特点的软土地基，改变为含水量降低、孔隙比减 小、压缩性降低，具有一定抗剪强度 的粘土地 基 ，使地基承载力得到有效提高。说明利用打设 竖向塑料排水板的排水固结方法处理地基，能够 有效改善地基土体的物理力学性质 ，使地基土体 自身的强度得到提高 ，能够适应以土石结构为主 的海堤荷载加载 ， 、满足抛石海堤填筑过程中对 地基承载力的需要。从另一个侧面说明，以塑料 排水板为主要排水设施 的排水 固结法处理海相沉 积软 土是有 效 的。口 参考文献 ： E l i孙伯永 ，罗庆裕 超载预压排水 固结法处理软基 效果分析 刀 浙江水利水电专科学校学报 ，2 0 0 1 ，1 3( 4 ) ；1 5 1 7 2 冯全宏，付显 阳塑料排水板技 术在 深海软 基筑堤 中的应 用 J 河海水利 ，2 0 0 4 ，( 4 ) ：4 3 4 5 3 张国华 ，李善祥 塑料排水板加 固软基效果介 析 J 铁道 建筑技术 ，2 0 0 2 ，( 2 ) ：3 4 3 7 Ana l y s i s o f f o u d a t i o n t r e a t me n t wi t h p l a s t i c d r a i n a g e wa l l i n s e a wa l l s ba s e d o n s o i l t e s t d a t a Lu o Li n- f e n g，Li u Yi n g Ab s t r a c t ：Th r o u g h t h e s o i l t e s t a n a l y s i s b e f o r e a n d a f t e r t h e p l a s t i c d r a i n a g e wa l l i n s t a l l a t e d i n f o u n d a t i o n t r e a t me n t o f a r e c l a ma t i o n p r o j e c t ，i t c o mp a r e s t h e s o i l mo i s t u r e c o n t e n t W ，v o i d r a t i o e ，e o m p r e s s i o n mo d u l u s Es ，c o e f f i c i e n t o f c o n s o l i d a t i o n Cv，f a s t c u t t i n g ，a n d c o n s o l i d a t i o n o f f a s t s h e a r C， v a l u a s o f o t h e r p h y s i c a l p a r a me t e r s o f me c h a n i c a 1 p r o p e r t i e s，f r o m t h e s o i l e n g i n e e r i n g c h a r a c t e r i s t i c c h a n ge s ，i t s na t u r e ha v e be e n gr e a t l y i mp r ov e d，whi c h s ho ws p l a s t i c dr a i na ge wa l l a s t h e ma i n d r a i n a g e f a c i l i t i e s i S e f f e c t i v e me a s ur e f or c o ns ol i d a t i on of t he ma r i ne d e p o s i t s o f s o f t s oi l Ke y WO r d s ： s o i l t e s t ，pl a s t i c dr a i na g e wa l l ，f o u nd a t i o n t r e a t me nt ，s e a wa l l ( 上接 第 l 9页) 来调整闸前水位 ，蓄水 、行洪极方便 ，当闸门完 全打开时闸门面板与闸底板齐平 ，此时可通航 ， 水面的漂浮物与闸底的淤积物一并被水 流冲走。 4 结 语 图 4 钢 坝 闸 上述几种闸门型式技术上是可行，均适用于 2 2 - 宽大孔口，并且均满足景观水闸要求，通过工程 实践应用也是成功的，为宽大孔 口闸门型式的选 择提供 了新的设计思路。口