本发明专利技术公开了一种考虑软土地基预压开挖回填施工影响的沉降计算方法，方法包括：分析场地预压处理深度、荷载大小、处理后固结度，确定预压、开挖及回填施工后场地的标高变化情况，分别采用线性和非线性压缩模量法计算填土层总固结沉降、预压处理深度以上由回填引起的软土层的剩余总固结沉降及预压处理深度以下软土层总固结沉降，最终根据回填过程计算软土层不同阶段的平均固结度，对总固结沉降和各阶段沉降进行计算，并与现场监测结果进行对比。相较于现有考虑复杂应力历史或通过有限元工具计算施工过程沉降变化的方法，本发明专利技术能够应用于考虑预压回填及开挖影响的多种复杂工况下，提高了精确度且便于实施，可广泛应用于建筑工程技术领域。筑工程技术领域。筑工程技术领域。
【技术实现步骤摘要】
一种考虑软土地基预压开挖回填施工影响的沉降计算方法
[0001]本专利技术涉及建筑工程
，尤其是一种考虑软土地基预压开挖回填施工影响的沉降计算方法。
技术介绍
[0002]在软土地基上进行工程建设，往往需要通过堆载或真空预压进行地基处理以提高其地基承载力并减少沉降。一般情况下地基处理深度需要达到软土层层底，但在滨海软土层较厚地区，往往无法处理到规定深度，此时需要分层考虑软土层在后续开挖回填施工过程中的沉降计算问题。
[0003]目前对上述考虑软土地基预压开挖回填施工影响的沉降计算无成熟的计算方法，主要问题集中于不同施工过程对软土地基应力状态的影响。对于需要考虑复杂应力历史的沉降计算，其计算参数获取困难且无法准确获知各阶段土层的应力状态。当采用大型有限元工具进行模拟计算时，由于有限元参数众多，取值困难，经验性、敏感性较大，方法也具有一定的局限性，难以指导工程设计。
技术实现思路
[0004]有鉴于此，本专利技术提供一种精确度高的一种考虑软土地基预压开挖回填施工影响的沉降计算方法。
[0005]本专利技术的实施例通过分析场地预压处理深度、荷载大小、处理后固结度，确定预压、开挖及回填施工后场地的标高变化情况，分别采用线性和非线性压缩模量法计算填土层总固结沉降、预压处理深度以上由回填引起的软土层的剩余总固结沉降及预压处理深度以下软土层总固结沉降，最终根据回填过程计算软土层不同阶段的平均固结度，对总固结沉降和各阶段沉降进行计算，并与现场监测结果进行对比。
[0006]本专利技术提供的技术方案如下：
[0007]一种考虑软土地基预压开挖回填施工影响的沉降计算方法，其特征在于：包括以下步骤：
[0008]步骤1：确定场地预压处理深度、荷载大小、处理后固结度，确定预压、开挖及回填施工后场地的标高变化情况；
[0009]步骤2：计算填土层总固结沉降；
[0010]步骤3：计算预压处理深度以上由回填引起的软土层的剩余总固结沉降；
[0011]步骤4：计算预压处理深度以下软土层总固结沉降；
[0012]步骤5：根据回填过程计算软土层不同阶段的平均固结度；
[0013]步骤6：对总固结沉降和各阶段沉降进行计算，与现场监测结果进行对比率定参数后，重新进行计算。
[0014]进一步，所述步骤1包括以下步骤：
[0015]步骤1.1确定场地预压处理深度以确定沉降计算土层分界；
[0016]步骤1.2确定预压处理荷载大小，以判断开挖回填过程中地基土的固结状态；
[0017]步骤1.3确定处理后固结度，以计算经预压处理后由回填引起的软土层的剩余总沉降；
[0018]步骤1.4确定预压、开挖及回填施工后场地的标高变化情况，以确定作用在地基土上的附加应力大小。
[0019]进一步，所述步骤2包括以下步骤：
[0020]步骤2.1计算填土层总厚度，填土层总厚度为开挖至基坑底面至最终回填的地面高度；
[0021]步骤2.2选择合适的填土计算参数，所述填土计算参数包括沉降计算经验系数及压缩模量；采用填土压缩模量进行固结总沉降的计算，需考虑填土较差对压缩模量值的降低，或经分层碾压后对压缩模量值的提高；
[0022]步骤2.3不考虑分层碾压施工过程中的压缩量，采用压缩模量法计算填土在自重应力下的固结总沉降。
[0023]更进一步，所述步骤2中填土层总固结沉降的计算公式为：
[0024][0025]式中，S1——填土层总固结沉降，ψ
s
——沉降计算经验系数，E
si
——填土层压缩模量，p
i
——取为填土层的自重应力，h
i
——填土层总厚度。
[0026]进一步，所述步骤3包括以下步骤：
[0027]步骤3.1确定预压卸荷后，使处理深度以上软土层重新处于正常固结状态的填土层厚度；
[0028]步骤3.2采用非线性压缩模量计算填土引起的处理深度以上软土层固结总沉降；
[0029]步骤3.3计算处理深度以上软土层剩余总沉降。
[0030]更进一步，通过正常固结土e
‑
p曲线，求得不同深度应力状态下的压缩模量，计算填土引起的处理后软土层固结总沉降，计算公式为：
[0031]E
si
(σ
si
)＝a1σ
si2
+a2σ
si
+a3[0032][0033]剩余总沉降为固结总沉降与剩余固结度的乘积，计算公式为：
[0034]S2＝S2′
(1
‑
U
2t
)
[0035]式中，E
si
(σ
si
)——软土层在不同应力下的非线性压缩模量，σ
si
——土层竖向应力；a1、a2、a3——系数；S2′
——采用非线性压缩模量计算填土引起的处理深度以上软土层固结总沉降，ψ
s
——沉降计算经验系数，p
i
——引起软土层继续沉降的附加应力；h
i
——填土层总厚度；S2——处理深度以上软土层剩余总沉降，U
2t
——经预压处理后软土层实测固结度。
[0036]进一步，所述步骤4不考虑预压加载、卸载及基坑开挖对预压处理深度以下软土层的影响即预压处理深度以下软土层为正常固结土，引起其固结沉降的附加应力为回填土重度；
[0037]计算方法采用非线性压缩模量法，计算公式如下：
[0038][0039]式中，S3——预压处理深度以下软土层总固结沉降，ψ
s
——沉降计算经验系数，p
i
——引起软土层继续沉降的附加应力，h
i
——填土层总厚度；
[0040]其中，E
si
(σ
si
)计算公式为：
[0041]E
si
(σ
si
)＝a1σ
si2
+a2σ
si
+a3[0042]E
si
(σ
si
)——软土层在不同应力下的非线性压缩模量，σ
si
——土层竖向应力；a1、a2、a3——系数。
[0043]进一步，所述步骤5的步骤如下：确定实际施工各阶段回填土厚度、施工间隙时间，采用改进的高木俊介法计算软土层回填过程中的平均固结度。
[0044]进一步，所述步骤6的步骤如下：
[0045]步骤6.1总固结沉降为填土层总固结沉降、预压处理深度以上软土层的剩余总固结沉降、预压处理深度以下软土层总固结沉降之和，计算公式如下：
[0046]S＝S1+S2+S3[0047]其中，S1为填土层总固结沉降，S2为预压处理深度以上软土层的剩余总固结沉降，S3为预压处理深度以下软土层总固结沉降；
[0048]步骤本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种考虑软土地基预压开挖回填施工影响的沉降计算方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1：确定场地预压处理深度、荷载大小、处理后固结度，确定预压、开挖及回填施工后场地的标高变化情况；步骤2：计算填土层总固结沉降；步骤3：计算预压处理深度以上由回填引起的软土层的剩余总固结沉降；步骤4：计算预压处理深度以下软土层总固结沉降；步骤5：根据回填过程计算软土层不同阶段的平均固结度；步骤6：对总固结沉降和各阶段沉降进行计算，与现场监测结果进行对比率定参数后，重新进行计算。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤1包括以下步骤：步骤1.1确定场地预压处理深度以确定沉降计算土层分界；步骤1.2确定预压处理荷载大小，以判断开挖回填过程中地基土的固结状态；步骤1.3确定处理后固结度，以计算经预压处理后由回填引起的软土层的剩余总沉降；步骤1.4确定预压、开挖及回填施工后场地的标高变化情况，以确定作用在地基土上的附加应力大小。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤2包括以下步骤：步骤2.1计算填土层总厚度，填土层总厚度为开挖至基坑底面至最终回填的地面高度；步骤2.2选择合适的填土计算参数，所述填土计算参数包括沉降计算经验系数及压缩模量；步骤2.3不考虑分层碾压施工过程中的压缩量，采用压缩模量法计算填土在自重应力下的固结总沉降。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述填土层总固结沉降的计算公式为：式中，S1——填土层总固结沉降，ψ
s
——沉降计算经验系数，E
si
——填土层压缩模量，p
i
——取为填土层的自重应力，h
i
——填土层总厚度。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤3包括以下步骤：步骤3.1确定预压卸荷后，使处理深度以上软土层重新处于正常固结状态的填土层厚度；步骤3.2采用非线性压缩模量计算填土引起的处理深度以上软土层固结总沉降；步骤3.3计算处理深度以上软土层剩余总沉降。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：通过正常固结土e
‑
p曲线，求得不同深度应力状态下的压缩模量，计算填土引起的处理后软土层固结总沉降，计算公式为：E
si
(σ
si
)＝a1σ
si2
+a2σ
si
+a3剩余总沉降为固结总沉降与剩余固结度的乘积，计算公式为：
S2＝S2′
(1
‑
U
2t
)式中，E
si
(σ
si
)——软土层在不同应力下的非线性压缩模量，σ
si
——土层竖向应力；a1、a2、a3——系数，S
′2——采用非线性压缩模量计算填土引起的处理深度以上软土层固...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐传堡，郑俊杰，
申请(专利权)人：武汉大学，
类型：发明
国别省市：
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