軟基礎(chǔ)土體沉降

日前Geobear受邀到一個(gè)軟土層建筑的現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行勘察，面積約為600平方米，業(yè)主希望Geobear 團(tuán)隊(duì)能對(duì)該區(qū)域軟基礎(chǔ)土層進(jìn)行地基加固?，F(xiàn)場(chǎng)沉降的區(qū)域非常明顯。沉降的原因可能是深埋的下水道漏水有關(guān)。沉降在地面形成了一個(gè)低洼大坑，與周圍的水平相比，深度達(dá)到640毫米。

現(xiàn)場(chǎng)勘察

Geobear專家同時(shí)也對(duì)低洼地周圍的區(qū)域，發(fā)現(xiàn)包括松散的顆粒狀填層，深度約為2.0 m，顆粒狀填層下方是非常軟/軟的變成堅(jiān)硬的淤泥粘土層，深度約為6.0m。

圖2 沉降行為數(shù)字模型

在低洼區(qū)域的中心，團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)自然土壤的承載力甚至更弱，其特征是非常柔軟的淤泥粘土。在某些地方，動(dòng)態(tài)穿透（DP）測(cè)試記錄了100毫米穿透力的0次打擊，工具桿在自身重量就已經(jīng)下沉。圖2顯示了低洼區(qū)的3D模型。

為了設(shè)計(jì)更直觀的方案，Geobear團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了一個(gè)地面模型，以顯示不排水抗剪強(qiáng)度隨沉降帶內(nèi)外深度的變化。該模型是通過將動(dòng)態(tài)穿透DP打擊計(jì)數(shù)與標(biāo)準(zhǔn)滲透測(cè)試（SPT）和來自未受干擾樣品的三相軸電池測(cè)試結(jié)果相關(guān)聯(lián)而建立的。

圖3 處理前剪切強(qiáng)度的變化

 圖3顯示了整個(gè)場(chǎng)地未排水剪切強(qiáng)度的變化，洼地的中心由測(cè)試位置BH3（DP2 / DP3）表示，其中剪切強(qiáng)度明顯較低。

地基修復(fù)設(shè)計(jì)

 軟地基的處理過程基于粘土的壓裂和地質(zhì)聚合物的沿著裂縫的滲透能力。壓裂軟土層所需的壓力可以使用未排水的剪切強(qiáng)度和覆蓋層壓力來計(jì)算確定。裂縫的長度可以通過裂縫韌性和地質(zhì)聚合物的抬升/膨脹壓力來估計(jì)。裂縫中滲透的地質(zhì)聚合物的密度決定了地質(zhì)聚合物的硬化后的強(qiáng)度。硬化地聚合物的強(qiáng)度、注入量與軟土層剪切強(qiáng)度之間存在正相關(guān)的關(guān)系。

 對(duì)于該項(xiàng)目，選擇在地面下方1.75米和3.75米的軟土層注入深度作為重點(diǎn)修復(fù)的區(qū)域。根據(jù)計(jì)算出的粘土中的水力裂縫長度，在地表離中心點(diǎn)周圍 1米處注入位置。要注入的地質(zhì)聚合物的質(zhì)量計(jì)算為每個(gè)注入點(diǎn)為22.5千克（1.75m和3.75m）。初步建模表明，根據(jù)設(shè)計(jì)預(yù)算，剪切強(qiáng)度可提高約600%。

Geobear修復(fù)成效

圖4 處理前后剪切強(qiáng)度的變化

 通過Geobear地質(zhì)聚合物技術(shù)施工后，再次的DP測(cè)試確定測(cè)量的剪切強(qiáng)度有改善。通過在現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查階段測(cè)試前建立的相關(guān)性將撞擊計(jì)數(shù)轉(zhuǎn)換為不排水的剪切強(qiáng)度數(shù)據(jù)，結(jié)果如圖4所示。

 結(jié)果表明，在最薄弱的軟土區(qū)，剪切強(qiáng)度從接近零的數(shù)值提高到18 kN/m2。整個(gè)處理深度（1.75m至3.75m）的平均承載力增強(qiáng)了780%，最終的結(jié)果甚至高于預(yù)期。數(shù)據(jù)證實(shí)，膨脹性地質(zhì)聚合物的注入在比水平低約1.0m的指定注入深度是非常有效的。

結(jié)論

 該項(xiàng)目的結(jié)果證實(shí)，軟地基可以通過膨脹的地聚合物注入進(jìn)行有效修復(fù)加固，可將原土體的剪切強(qiáng)度通過修復(fù)  提高到600%以上。有關(guān)地點(diǎn)的地面已有效穩(wěn)定，沒有發(fā)生進(jìn)一步的沉降。