沿海軟土地區(qū)大面積場(chǎng)地平整時(shí)沉降的計(jì)算分析
——以南沙自貿(mào)區(qū)某產(chǎn)業(yè)園地塊2018 年度場(chǎng)地平整項(xiàng)目應(yīng)用為例

吳國(guó)華

（廣州市市政工程設(shè)計(jì)研究總院有限公司，廣州510060）

1 引言

我國(guó)東南沿海地區(qū)廣泛分布著含水量高、強(qiáng)度低、壓縮性大、滲透性差等特點(diǎn)的濱海相軟土[1]。進(jìn)行土地一級(jí)開(kāi)發(fā)時(shí)，地塊產(chǎn)生的沉降量對(duì)控制工程造價(jià)起到重要的作用。本文以廣州南沙自貿(mào)區(qū)某產(chǎn)業(yè)園地塊2018 年度場(chǎng)地平整項(xiàng)目應(yīng)用為例展開(kāi)論述。

2 工程簡(jiǎn)述

該產(chǎn)業(yè)園地塊面積約860 000m2（長(zhǎng)1 060m，寬810m），規(guī)劃標(biāo)高6.8m。現(xiàn)狀為經(jīng)濟(jì)作物耕織地和魚塘。地質(zhì)勘探鉆孔40 個(gè)，地塊土層巖土性質(zhì)如表1 所示。屬于海相沉積與海陸交互相沉積地貌。該項(xiàng)目可等效為于自然地基上大面積堆載時(shí)，成層土一維滲流固結(jié)的薄壓縮層地基模型。

表1 地塊等效土層巖土性質(zhì)

3 沉降計(jì)算的總體思路

地基土的最終沉降量由瞬時(shí)沉降量、固結(jié)沉降量和次固結(jié)沉降量組成。勘察報(bào)告顯示產(chǎn)業(yè)園主要軟黏土為飽和流塑狀淤泥。飽和軟黏土的次固結(jié)沉降量同固結(jié)沉降量相比往往是不重要的[2]，其沉降一般以主固結(jié)沉降為主。

主固結(jié)沉降Sc應(yīng)采用分層總和法計(jì)算，因現(xiàn)勘察報(bào)告一般性僅提供壓縮模量Es參數(shù)，該項(xiàng)目采用Es進(jìn)行計(jì)算[3]：式中，ΔPi為地基中各分層中點(diǎn)的附加應(yīng)力，kPa；Δhi為地基中各分層的厚度，m；Esi為地基中各分層的壓縮模量，kPa。

矩形面積均布荷載作用時(shí)，土中任意點(diǎn)的豎向應(yīng)力σz可采用“角點(diǎn)法”進(jìn)行計(jì)算。

總沉降S宜采用沉降系數(shù)ms與主固結(jié)沉降按式（2）計(jì)算[5]：

沉降系數(shù)ms范圍值為1.1～1.7，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)沉降監(jiān)測(cè)資料確定（見(jiàn)圖1），也可按式（3）估算：

式中，γ 為填料的重度，kN/m3；θ 為地基處理類型系數(shù)；H為填土高度，m；ν 為加載速率修正系數(shù)；Y為地質(zhì)因數(shù)修正系數(shù)。

4 沉降計(jì)算的影響因素

4.1 區(qū)域劃分

場(chǎng)地根據(jù)地質(zhì)劃分不同區(qū)域（如魚塘區(qū)、干地區(qū)），求區(qū)內(nèi)所有鉆孔土層的平均厚度，形成代表性的等效土層（見(jiàn)表1）進(jìn)行分區(qū)計(jì)算沉降量。

4.2 附加應(yīng)力P0

堆載的土體為主要附加荷載，但應(yīng)考慮施工期間的車輛荷載P1。

4.3 沉降計(jì)算深度Zn

前文已證土層中附加應(yīng)力均勻分布，故應(yīng)力比法不適用于大面積堆載時(shí)確定沉降計(jì)算深度Zn，該項(xiàng)目采用變形比法確定。由規(guī)范[4]5.3.7 條，Zn應(yīng)符合式（4）規(guī)定，當(dāng)下部仍有軟土層時(shí)應(yīng)繼續(xù)計(jì)算。

由表1 可計(jì)算取1m，得Δs′n=6.94mm≤15.75mm，下部無(wú)淤泥層，滿足要求。

4.4 t 時(shí)刻的總沉降量St″

為計(jì)算堆載時(shí)間t內(nèi)的總沉降量St″，引入固結(jié)度概念。

目前，大多采用格雷建議的成層地基的固結(jié)度：即采用加權(quán)平均固結(jié)度系數(shù)的方法，按單一土層計(jì)算[6]。雖簡(jiǎn)化了計(jì)算，結(jié)果卻不能令人滿意[7]。

該項(xiàng)目采用分層總和法思路計(jì)算t時(shí)刻St″：由地勘各土層豎向固結(jié)系數(shù)Cv計(jì)算t時(shí)刻固結(jié)度Ut，各層土t時(shí)刻沉降量St=msUtS″，則成層土t時(shí)刻總沉降量St″=ΣSt。按沉降定義，t時(shí)刻的平均固結(jié)度，即為每層土的固結(jié)度Ut與最終沉降S″的加權(quán)平均數(shù)。

時(shí)間t一般被認(rèn)為是施工周期，但完工后至土地二級(jí)開(kāi)發(fā)前會(huì)產(chǎn)生沉降量ΔS，場(chǎng)地達(dá)不到規(guī)劃標(biāo)高。應(yīng)考慮ΔS設(shè)定場(chǎng)坪標(biāo)高

5 結(jié)論

1）大面積場(chǎng)地平整時(shí)，固結(jié)沉降量按成層土分層總和法計(jì)算，更切合土層地質(zhì)內(nèi)部實(shí)際情況。

2）沉降系數(shù)ms是根據(jù)該區(qū)域過(guò)往工程沉降觀測(cè)記錄，利用相同計(jì)算方法結(jié)果與監(jiān)測(cè)值比值所得，能很大程度上修正沉降計(jì)算過(guò)程產(chǎn)生的誤差。

該項(xiàng)目采用的沉降計(jì)算方法簡(jiǎn)便明了，適用于實(shí)際工程設(shè)計(jì)與應(yīng)用。