超软淤泥地基最终沉降量探讨

朱群峰，何 宁，王年香，高长胜，杨守华

（1.南京水利科学研究院，江苏 南京 210024；2.水文水资源与水利工程国家重点试验室，江苏 南京 210029）

超软淤泥地基最终沉降量探讨

朱群峰1，2，何 宁1，2，王年香1，2，高长胜1，2，杨守华1，2

（1.南京水利科学研究院，江苏 南京 210024；2.水文水资源与水利工程国家重点试验室，江苏 南京 210029）

超软淤泥地基的计算参数难以准确测定，沉降计算条件比较复杂，造成其最终沉降量难以精确计算，一般根据工程现场实测沉降资料来进行推算，工程中常用的推算方法有三点法、Asaoka法和双曲线法。本文根据工程实测沉降资料分别采用上述三种方法来推求超软淤泥地基的最终沉降量，三点法推求结果和Asaoka法推求结果基本一致，双曲线法推求结果明显大于三点法。建议采用双曲线法推求超软淤泥地基的最终沉降量。

超软淤泥地基；最终沉降量；三点法；Asaoka法；双曲线法

1 研究背景

超软淤泥地基的计算参数难以准确测定、沉降计算涉及的条件比较复杂［1］，以至于精确计算超软淤泥地基的最终沉降量还比较困难［2-5］。工程中一般根据实测沉降资料采用曲线拟合法来推求最终沉降量，常用的曲线拟合法有三点法、Asaoka法和双曲线法等等［6］。

对于超软淤泥地基，特别是围海造地形成的新吹填淤泥地基，自重沉积固结［7］尚未完成，究竟采用哪种推算方法更符合工程实际，目前还存在不同意见［8］。本文结合具体工程分别采用上述三种方法对超软淤泥地基的最终沉降量进行分析，以期能找到适合超软淤泥地基的最终沉降量推算方法。

2 推算方法

2.1三点法三点法即传统的指数曲线法［8］，它是假定土体的压缩过程符合指数曲线，可以推算出最终沉降量S∞的关系式如下：

S1、S2、S3为恒载后的沉降～时间过程线上等时间间隔选取的三个沉降值，即△t=t2－t1=t3－t2，且△t越大，推算结果的精度越高［9］。

2.2Asaoka法1978年Asaoka提出了一种利用已有沉降观测资料来预测最终沉降量的新方法［10］—Asaoka法。Asaoka法将实测的S-T曲线横轴（T）划分成相等的时间间隔△T（△T通常在10～100 d之间），读出相应于时间T1，T2…，Tn时的沉降量S1，S2…，Sn，并制成表格。在轴Si和Si+1的坐标系中将沉降值S1，S2…，Sn，以点（Si，Si+1）画出，同时作出与横轴成45°的直线。将点（Si，Si+1）拟合成直线，45°的直线与拟合直线的交点所对应的数值即为所推求的最终沉降量S∞，即：

利用Asaoka法推算沉降需要相对较长的恒载预压期，恒载时间越长，推算精度越高［5］。图解过程如图1所示：

图1 Asaoka法图解示意图

图2 双曲线法图解示意图

2.3双曲线法双曲线法是假定恒载后的沉降曲线符合双曲线，则下式成立：t′=a+bt′/S′ （3）

采用双曲线法推算最终沉降可以最大限度地利用观测资料，减小任意性，使计算结果更趋合理［11］。双曲线法图解过程如图2所示。

3 工程概况

工程地块原始地貌类型属港湾滩涂（潮间带区域），地势平坦开阔，并向海域方向微倾斜，地面坡度小于3°。本工程的主要目的是利用现有海滩和前线海堤采用吹填淤泥造地，造地面积约20万m2。

吹填淤泥厚度约3～5 m不等，由于吹填淤泥处于流动状态，工程性质极差，因此，为满足地基稳定、工后沉降和工程进度等使用要求，结合现场实际情况，设计采用真空预压法对新吹填淤泥地基进行加固处理。排水板间距为1.0 m，正方形布置，打穿淤泥层。

为了及时掌控地基加固进程及效果，结合真空预压的特点，现场布置监测项目见表1。

4 沉降分析

现场布置的监测仪器较多，本文主要对地表沉降监测结果进行分析。典型的地表沉降过程线见图3。

表1 监测仪器布置数量汇总表

图3 典型的地表沉降过程线

4.1最终沉降量推算根据实测沉降过程线，分别采用三点法、Asaoka法和双曲线法来推算各测点的最终沉降量，推算结果见表2。

表2 最终沉降量推算结果汇总表

从表2中可以看出三点法推求结果与Asaoka法推求结果基本一致，双曲线法推求结果明显大于三点法推求结果。

4.2最终沉降量对比分析根据表2的结果可以作出三点法与Asaoka法、三点法与双曲线法推求最终沉降量的相关关系图，见图4和图5。

图4 三点法与Asaoka法推求最终沉降量相关关系图

图5 三点法与双曲线法推求最终沉降量相关关系图

图中S3为三点法推求最终沉降量；Sa为Asaoka法推求最终沉降量；S2为双曲线法推求最终沉降量；R为线性相关系数。

从图4中可以得出S3和Sa的线性相关系数R=0.9899，可见二者的线性相关性极好，且有下式成立：

式（5）说明三点法的推求结果与Asaoka的推求结果基本一致。

从图5中可以得出S2和S3的线性相关系数R=0.9369，可见二者的线性相关性较好，且有下式成立：

式（6）说明双曲线法的推求结果明显大于三点法的推求结果。

4.3最终沉降量确定从上面的对比分析中可以看出，三点法和Asaoka法的结果基本一致，双曲线法的结果明显大于三点法。究竟以哪个结果作为最终沉降量比较合适呢？

沿海地区存在大量的吹填淤泥地基加固工程，目前比较流行的加固方法是采用真空预压，工程设计中，很多设计人员喜欢采用三点法或Asaoka法的推算结果作为最终沉降量。因为在工程设计中，真空预压的停泵标准一般都采用被加固软土地基的平均固结度达到某一设计值为准，采用这一结果就比较容易满足固结度的要求，以达到节约工期、降低工程造价的目的。实际上并非如此，而是由于三点法推求结果偏小，造成地基平均固结度虚高而已，地基加固实际效果可能并未达到预期的效果。

大量的工程实践经验证明：在真空预压加固吹填淤泥地基中，普遍存在真空度传递比较困难［12］、排水板周围形成淤泥抱团［13］、深层加固效果不太理想等现象［14］。如果继续采用三点法或Asao⁃ka法的推算结果作为最终沉降量，表面看来地基的平均固结度已满足设计要求，而实际上可能并没有达到预期的加固效果。如果采用双曲线法推算结果作为最终沉降量，将会对吹填淤泥地基的加固效果更有利。这也符合真空预压加固软土地基相关规范［15］的要求，基于此，建议在超软淤泥地基加固工程中采用双曲线法推算结果作为最终沉降量。

本文推算最终沉降量引用的工程实测资料相当有限，还需要积累更多的工程实践资料来建立相应的概率模型［16］来进一步验证结论的可靠性。

5 结论

通过具体工程对超软淤泥地基的最终沉降量进行了初步探讨研究，有以下主要结论：

（1）超软淤泥地基的计算参数难以准确测定，沉降计算条件比较复杂，造成超软淤泥地基的最终沉降量难以精确计算，采用实测资料来推求超软淤泥地基的最终沉降量是一种行之有效的方法。

（2）实测资料分析结果表明，常用的三点法和Asaoka法推求结果基本一致，双曲线法推求结果明显大于三点法。

（3）从有利于地基加固效果的方向出发，综合考虑现行规范的要求，建议在超软淤泥地基加固工程中采用双曲线法来推求地基的最终沉降量。

（4）本文中引用的实测沉降资料数量还很有限，得出的结论可能还存在一定的局限性，建议进一步积累工程实测资料，以验证结论的可靠性。

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Discussion on the final settlement of super-soft foundation

ZHU Qunfeng1，2，HE Ning1，2，WANG Nianxiang12，GAO Changsheng1，2，YANG Shouhua1，2
（1.Nanjing Hydraulic Research Institute，Nanjing 210029，China；2.State Key Laboratory of Hydrology-Water Resources and Hydraulic Engineering，Nanjing 210029，China）

It is difficult to confirm the calculation parameters of super-soft silt foundation accurately，and the settlement calculation condition is comparatively complex.So，the final settlement of the foundation can not be calculated precisely.It is predicted according to the measured settlement data generally in real engi⁃neering，and the three-point method，the Asaoka method and the hyperbolic method are the common meth⁃ods.In this paper，the final settlement of super-soft silt foundation is predicted using the above three meth⁃ods respectively，according to the measured data.Calculating results show that，the calculated results of three-point method are basically identical to the results of Asaoka method，and the calculated results of hy⁃perbolic method are significantly greater than thoese of the three-point method.The hyperbolic method is recommend to be the calculating method for final settlement prediction of super-soft silt foundation.

super-soft silt foundation；final settlement；three-point method；Asaoka method；hyperbolic method

TU433

：Adoi：10.13244/j.cnki.jiwhr.2015.03.006

1672-3031（2015）03-0189-05

（责任编辑：李福田）

2015-05-15

国家高技术研究发展计划项目（2012AA112509）；水利部公益性行业科研专项经费资助项目（201201015，201401006）

朱群峰（1966-），男，湖北罗田人，高级工程师，主要从事软基处理研究工作。E-mail：qfzhu@nhri.cn