沿海软土地区大面积场地平整时沉降的计算分析
——以南沙自贸区某产业园地块2018 年度场地平整项目应用为例

吴国华

（广州市市政工程设计研究总院有限公司，广州510060）

1 引言

我国东南沿海地区广泛分布着含水量高、强度低、压缩性大、渗透性差等特点的滨海相软土[1]。进行土地一级开发时，地块产生的沉降量对控制工程造价起到重要的作用。本文以广州南沙自贸区某产业园地块2018 年度场地平整项目应用为例展开论述。

2 工程简述

该产业园地块面积约860 000m2（长1 060m，宽810m），规划标高6.8m。现状为经济作物耕织地和鱼塘。地质勘探钻孔40 个，地块土层岩土性质如表1 所示。属于海相沉积与海陆交互相沉积地貌。该项目可等效为于自然地基上大面积堆载时，成层土一维渗流固结的薄压缩层地基模型。

表1 地块等效土层岩土性质

3 沉降计算的总体思路

地基土的最终沉降量由瞬时沉降量、固结沉降量和次固结沉降量组成。勘察报告显示产业园主要软黏土为饱和流塑状淤泥。饱和软黏土的次固结沉降量同固结沉降量相比往往是不重要的[2]，其沉降一般以主固结沉降为主。

主固结沉降Sc应采用分层总和法计算，因现勘察报告一般性仅提供压缩模量Es参数，该项目采用Es进行计算[3]：式中，ΔPi为地基中各分层中点的附加应力，kPa；Δhi为地基中各分层的厚度，m；Esi为地基中各分层的压缩模量，kPa。

矩形面积均布荷载作用时，土中任意点的竖向应力σz可采用“角点法”进行计算。

总沉降S宜采用沉降系数ms与主固结沉降按式（2）计算[5]：

沉降系数ms范围值为1.1～1.7，根据现场沉降监测资料确定（见图1），也可按式（3）估算：

式中，γ 为填料的重度，kN/m3；θ 为地基处理类型系数；H为填土高度，m；ν 为加载速率修正系数；Y为地质因数修正系数。

4 沉降计算的影响因素

4.1 区域划分

场地根据地质划分不同区域（如鱼塘区、干地区），求区内所有钻孔土层的平均厚度，形成代表性的等效土层（见表1）进行分区计算沉降量。

4.2 附加应力P0

堆载的土体为主要附加荷载，但应考虑施工期间的车辆荷载P1。

4.3 沉降计算深度Zn

前文已证土层中附加应力均匀分布，故应力比法不适用于大面积堆载时确定沉降计算深度Zn，该项目采用变形比法确定。由规范[4]5.3.7 条，Zn应符合式（4）规定，当下部仍有软土层时应继续计算。

由表1 可计算取1m，得Δs′n=6.94mm≤15.75mm，下部无淤泥层，满足要求。

4.4 t 时刻的总沉降量St″

为计算堆载时间t内的总沉降量St″，引入固结度概念。

目前，大多采用格雷建议的成层地基的固结度：即采用加权平均固结度系数的方法，按单一土层计算[6]。虽简化了计算，结果却不能令人满意[7]。

该项目采用分层总和法思路计算t时刻St″：由地勘各土层竖向固结系数Cv计算t时刻固结度Ut，各层土t时刻沉降量St=msUtS″，则成层土t时刻总沉降量St″=ΣSt。按沉降定义，t时刻的平均固结度，即为每层土的固结度Ut与最终沉降S″的加权平均数。

时间t一般被认为是施工周期，但完工后至土地二级开发前会产生沉降量ΔS，场地达不到规划标高。应考虑ΔS设定场坪标高

5 结论

1）大面积场地平整时，固结沉降量按成层土分层总和法计算，更切合土层地质内部实际情况。

2）沉降系数ms是根据该区域过往工程沉降观测记录，利用相同计算方法结果与监测值比值所得，能很大程度上修正沉降计算过程产生的误差。

该项目采用的沉降计算方法简便明了，适用于实际工程设计与应用。