填海造地工程軟基固結(jié)沉降與樁基負(fù)摩阻力研究.pdf

1、隨著國家石化產(chǎn)業(yè)科學(xué)布局和安全環(huán)保集約發(fā)展的需要，許多煉化基地建在填海快速成陸場(chǎng)地中，而樁基礎(chǔ)是其主要的基礎(chǔ)形式。由于填海區(qū)軟基深厚且場(chǎng)地預(yù)處理后仍存在固結(jié)沉降，樁基施工后易出現(xiàn)負(fù)摩阻力，會(huì)顯著增大樁基用量及投資，但目前的樁基理論不能合理地解決這一問題。以舟山某石化基地工程為例，填海快速成陸地基預(yù)處理采用塑料排水板+堆載預(yù)壓方案，預(yù)處理后的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)地基沉降量顯著;由于工期需要，固結(jié)未完成即開展后續(xù)地基處理，采用預(yù)應(yīng)力管樁和鉆孔灌注樁，地

2、基固結(jié)沉降必然在樁周產(chǎn)生負(fù)摩阻力。填?？焖俪申憟?chǎng)地的工后沉降以及樁基負(fù)摩阻力準(zhǔn)確分析是工程設(shè)計(jì)和施工的前提。
　　本論文運(yùn)用離心模型試驗(yàn)和數(shù)值分析手段開展了軟基工后沉降和不均勻沉降以及樁基負(fù)摩阻力的研究。對(duì)工后沉降的研究，通過對(duì)比分析處理前后地基土的主要物理力學(xué)指標(biāo)，進(jìn)一步采用離心模型試驗(yàn)、plaxis有限元、雙曲線預(yù)測(cè)等方法，研究填海快速成陸場(chǎng)地的固結(jié)沉降，總結(jié)分析固結(jié)沉降的主要影響因素，初步預(yù)測(cè)場(chǎng)地的長期地基沉降變形規(guī)律。對(duì)樁

3、基負(fù)摩阻力的研究，采用離心模型試驗(yàn)和Midas有限元數(shù)值模擬相結(jié)合的分析方法，分析樁基的樁身軸力和負(fù)摩阻力的分布規(guī)律，及其隨時(shí)間的變化規(guī)律，為后續(xù)的上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工提供技術(shù)支撐。論文的主要研究工作和成果如下:
　　1)采用塑料排水板+堆載預(yù)壓進(jìn)行場(chǎng)地預(yù)處理效果明顯，既能加速排水板處理范圍的排水，又對(duì)加固區(qū)以下的粉質(zhì)黏土層的固結(jié)也起到促進(jìn)作用。通過2組離心模型試驗(yàn)對(duì)比分析地基處理有、無塑料排水板條件，結(jié)果表明在相同地層條件下，無排

4、水板時(shí)工后1年的總沉降量為550mm，而有排水板時(shí)為1141mm，有排水板的固結(jié)速率約為無排水板的2倍;而它們工后5年的總沉降量分別為803和1338mm，后者已基本固結(jié)完成，而無排水板的固結(jié)度僅為50％左右。
　　2)軟土地基下臥地層對(duì)軟土層總沉降量存在顯著影響。通過開展3組不同地層的離心模型試驗(yàn)，分別研究下臥土層分別為基巖、20m厚的粉質(zhì)粘土層和5m厚的砂礫層，結(jié)果表明下臥層為基巖的軟土層約為1338mm，下臥層為粉質(zhì)黏土的軟

5、土層約為2020mm，下臥層為灰黃色含黏性土砂礫層約為1596mm，灰色淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土占總沉降的66％。
　　3)與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)結(jié)果對(duì)比表明開展的離心模型試驗(yàn)和數(shù)值分析的合理性。離心模型試驗(yàn)得到工后1年的總沉降沉降量約為1587mm，數(shù)值分析得到的值為1528mm，而現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)得到的結(jié)果平均值為1413mm。離心模型試驗(yàn)和數(shù)值分析得到的地基沉降量與現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)值結(jié)果基本一致。
　　4)樁基負(fù)摩阻力中性點(diǎn)位置受持力層影響顯著。通過開展樁

6、基負(fù)摩阻力離心模型試驗(yàn)，研究了樁端持力層、樁徑等因素，結(jié)果表明，當(dāng)樁端持力層為深厚軟基時(shí)，樁基負(fù)摩阻力中性點(diǎn)深度比ln/l0為0.5～0.62（ln為中性點(diǎn)深度、l0為樁周土層沉降變形下限深度）;當(dāng)樁端持力層為粉質(zhì)粘土?xí)r，中性點(diǎn)深度比ln/l0約為0.62～0.7;當(dāng)樁端底部置于基巖時(shí)，中性點(diǎn)深度比ln/l0超過0.9，趨近于1。
　　5)摩擦樁和端承摩擦樁的摩阻力分布存在明顯區(qū)別。對(duì)于摩擦樁，樁身軸力沿深度方向先增大后減小，中性