软基础土体沉降

软基础土体沉降

日前Geobear受邀到一个软土层建筑的现场进行勘察,面积约为600平方米,业主希望Geobear 团队能对该区域软基础土层进行地基加固。现场沉降的区域非常明显。沉降的原因可能是深埋的下水道漏水有关。沉降在地面形成了一个低洼大坑,与周围的水平相比,深度达到640毫米。

现场勘察

Geobear专家同时也对低洼地周围的区域,发现包括松散的颗粒状填层,深度约为2.0 m,颗粒状填层下方是非常软/软的变成坚硬的淤泥粘土层,深度约为6.0m。

图2 沉降行为数字模型

在低洼区域的中心,团队发现自然土壤的承载力甚至更弱,其特征是非常柔软的淤泥粘土。在某些地方,动态穿透(DP)测试记录了100毫米穿透力的0次打击,工具杆在自身重量就已经下沉。图2显示了低洼区的3D模型。

 

为了设计更直观的方案,Geobear团队设计了一个地面模型,以显示不排水抗剪强度随沉降带内外深度的变化。该模型是通过将动态穿透DP打击计数与标准渗透测试(SPT)和来自未受干扰样品的三相轴电池测试结果相关联而建立的。

地基剪切强度的变化

图3 处理前剪切强度的变化

 图3显示了整个场地未排水剪切强度的变化,洼地的中心由测试位置BH3(DP2 / DP3)表示,其中剪切强度明显较低。

 

地基修复设计

 软地基的处理过程基于粘土的压裂和地质聚合物的沿着裂缝的渗透能力。压裂软土层所需的压力可以使用未排水的剪切强度和覆盖层压力来计算确定。裂缝的长度可以通过裂缝韧性和地质聚合物的抬升/膨胀压力来估计。裂缝中渗透的地质聚合物的密度决定了地质聚合物的硬化后的强度。硬化地聚合物的强度、注入量与软土层剪切强度之间存在正相关的关系。

 对于该项目,选择在地面下方1.75米和3.75米的软土层注入深度作为重点修复的区域。根据计算出的粘土中的水力裂缝长度,在地表离中心点周围 1米处注入位置。要注入的地质聚合物的质量计算为每个注入点为22.5千克(1.75m和3.75m)。初步建模表明,根据设计预算,剪切强度可提高约600%。

Geobear修复成效

图4 处理前后剪切强度的变化

 通过Geobear地质聚合物技术施工后,再次的DP测试确定测量的剪切强度有改善。通过在现场调查阶段测试前建立的相关性将撞击计数转换为不排水的剪切强度数据,结果如图4所示。

 结果表明,在最薄弱的软土区,剪切强度从接近零的数值提高到18 kN/m2。整个处理深度(1.75m至3.75m)的平均承载力增强了780%,最终的结果甚至高于预期。数据证实,膨胀性地质聚合物的注入在比水平低约1.0m的指定注入深度是非常有效的。

结论

 该项目的结果证实,软地基可以通过膨胀的地聚合物注入进行有效修复加固,可将原土体的剪切强度通过修复  提高到600%以上。有关地点的地面已有效稳定,没有发生进一步的沉降。

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