糧倉對軟土地基的影響

1、    糧倉對軟土地基的影響    郭營飛 劉陽摘 要隨著我國經(jīng)濟發(fā)展水平的不斷提高，越來越多的大型建筑物和交通線路出現(xiàn)在城市中，比如糧倉、儲油罐、石油鉆井平臺、高速鐵路、高速公路、大型機場、城市高層建筑等等。由于實際需要，這些建筑很多必須興建在沿海地區(qū)，這些地區(qū)由于廣泛分布著具有低滲透性、高壓縮性、天然孔隙比大、天然含水量高的深厚軟黏土沉積層，這就對地基提出了很高的要求。由于受到糧倉糧面變化所引起的低頻反復(fù)荷載作用，經(jīng)常出現(xiàn)施工后沉降大、沉降時間長等問題，給工程造成了極大的安全隱患。由此可見，對于糧倉來說，研究其地基的變化規(guī)律對糧油食品儲備工程的建設(shè)以

2、及建設(shè)后糧倉的使用和維護都具有非常重要的現(xiàn)實意義。關(guān)鍵詞糧倉;軟土;變形;地基tu447 a1 軟土的工程特性分析1.1 軟土基本特性分析軟土的主要構(gòu)成成分是淤泥質(zhì)土、淤泥以及泥炭，它是由承載能力低、壓縮性高、天然含水量大的腐殖質(zhì)以及淤泥沉積物相互作用形成的。根據(jù)沉積物的沉積環(huán)境和類型可以將軟土分為沼澤沉積、湖泊沉積和濱海沉積三個類型。為了說明我國軟土的基本特征，本文選取我國的典型地區(qū)軟土進行分析。（1）唐山地區(qū)軟土特征分析。唐山曹妃甸區(qū)域的軟土在我國比較具有代表性，它主要是由瀉湖、淺水和濱海淺灘三個地貌單元構(gòu)成，處于渤海中隆起和黃驊坳陷東北端交界地帶，向南緊鄰曹妃甸沙島。同時，該區(qū)位于灤河三

3、角洲平原，具有明顯的雙重岸線特征，其中內(nèi)側(cè)大陸岸線具有發(fā)育的潮灘、鹽田以及沖積海積平原;外側(cè)島嶼岸線具有由12個小沙島組成的曹妃甸沙島和沙質(zhì)海灘，外海岸線的高程大約為3m，寬闊的淺水瀉湖處于內(nèi)外岸線之間。這一特定地理位置和特殊地貌區(qū)域的軟土主要具有如下基本特征：（2）天津地區(qū)軟土特征分析。天津濱海新區(qū)位于渤海灣西岸在早期主要沉積相為陸相沉積，到后期由于海洋作用的加強，使得該地區(qū)的沉積相逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)楹Ｏ喑练e，因此就出現(xiàn)了現(xiàn)代比較著名海陸交替沉積相，這也使得天津的軟土地基主要由淤泥質(zhì)軟土構(gòu)成。天津地區(qū)主要淤泥和淤泥質(zhì)軟土的主要特性如下：層淤泥：底高程位于-8.0-10.0m、分布廣泛、局部混多量的粉

4、砂和粉土團塊、夾粉土薄層、含少量碎貝殼、土質(zhì)不均勻、流塑狀-高塑性、灰色-灰褐色。層淤泥質(zhì)黏土：底高程在-11.5-15.0m、層位較穩(wěn)定、分布廣泛、混少量粉土團塊和碎貝殼、土質(zhì)不均勻、軟塑狀、灰色。綜上所述：我國軟土主要具有如下基本特征：軟土地區(qū)大多存在硬殼層，軟土層厚度一般為兩到三米。這主要受到地表部分淋洗、風(fēng)化等作用的影響，硬殼層往往具有較強的結(jié)構(gòu)性和較高的強度，壓縮性中等或低等，當(dāng)硬殼層遭到外力破壞以后，加荷初期差異沉降和側(cè)向位移都比較大，由此可見，充分利用硬殼層能夠很好地利用軟土。具有一定的結(jié)構(gòu)性：由于不同地區(qū)土的沉積環(huán)境、沉積年代以及孔隙水和礦物成分的不同導(dǎo)致了不同地區(qū)軟土的結(jié)構(gòu)性

5、存在一定的差異。結(jié)構(gòu)性的主要作用是增大了士骨架的剛度，因此其力學(xué)特性與應(yīng)力水平密切相關(guān)。應(yīng)力水平低時，土?xí)尸F(xiàn)較好的力學(xué)特性：應(yīng)力水平超過某臨界值后，土的結(jié)構(gòu)性破壞，使力學(xué)性質(zhì)顯著惡化，而且這種惡化是不可逆的，短期內(nèi)很難恢復(fù)。此外，結(jié)構(gòu)性黏土還具有剪脹性。具有中等靈敏度、低透水性、高含水量、高壓縮性、低強度等特點，一般各參數(shù)的范圍如下：靈敏度為4-8、固結(jié)系數(shù)為（0.11.0）×10-3cm2/s、含水量高達45%50%、塑性指數(shù)為20左右、壓縮系數(shù)為0.51.0mpa-1、強度為1030kpa。1.2 軟土的工程力學(xué)特征闡述針對工程而言軟土是指其他高壓縮性土、部分沖填土、雜填土、淤

6、泥質(zhì)土以及淤泥。這些類型的土大都具有孔隙比大于1、天然含水量大于液限、含有機質(zhì)以及是飽和的等基本物理特性。同時，這些類型的土還具有一定的結(jié)構(gòu)性，并且具有很小的滲透性、較高的壓縮性和很低的抗剪強度，廣泛分布于我國內(nèi)陸江河湖泊的周圍和東南沿海地區(qū)。當(dāng)軟土為淤泥質(zhì)土?xí)r，它的天然孔隙比處于1和1.5之間，當(dāng)軟土被稱為淤泥時，它的天然孔隙比不小于1.5。軟土一般主要具有如下工程特性：（1）具有較高的含水量和較大的孔隙比：通常來說孔隙比處于1和2之間、含水量處于35%80%之間;（2）滲透性比較?。很浲恋臐B透系數(shù)在1×10-61×10-8cm/s范圍內(nèi)。（3）具有較高的壓縮系數(shù)：正常固

7、結(jié)軟土的壓縮系數(shù)通常來說處于0.51.5mpa-1之間，壓縮指數(shù)處于0.350.75之間。（4）具有顯著的流變性：處于載荷作用下，軟土將會出現(xiàn)剪切變形，甚至?xí)?dǎo)致抗剪強度的減少，這都是由于軟土承受剪應(yīng)力的作用而造成的，而次固結(jié)沉降也會隨著主固結(jié)沉降的結(jié)束而產(chǎn)生。（5）具有明顯的結(jié)構(gòu)性：通常軟土呈現(xiàn)絮狀結(jié)構(gòu)，特別是海相沉積地區(qū)的黏土更是如此。當(dāng)這種軟土受到外力或者外載荷作用和干擾時，會使軟土的強度變小，出現(xiàn)流動狀態(tài)。而我國沿海地區(qū)的軟土屬于高靈敏度土，因此在這些地區(qū)進行基坑開挖和地基處理時，要嚴(yán)格避免土體受到外力擾動，否則就會使軟土的強度下降，影響最終地基的處理效果。2 糧倉類型及其對地基的影響

8、分析我國最早的地上糧倉是在浙江河姆渡遺址出土七千多年前的“桿欄式”糧倉，隨后又在甘肅省大方盤城發(fā)掘出了“大方盤”糧倉。新中國成立時，我國庫容量僅有1260萬噸，而且大多數(shù)倉房非常簡陋，常為磚木結(jié)構(gòu)和竹木結(jié)構(gòu)，每倉的倉容量只有36萬公斤，同時還有一部分倉房是利用和改造的祠堂、廟宇，儲藏條件均不能滿足條件。目前糧倉主要以房式倉為主，淺圓倉和立筒倉為輔、共1000多億斤倉容的大規(guī)模儲備糧庫建設(shè)。這些糧倉按照不同的分類方式有不同的糧倉類型：（1）根據(jù)倉房的儲糧性能分類：氣調(diào)倉、低溫倉、準(zhǔn)低溫倉、一般常溫倉;（2）根據(jù)糧倉位置分類：地上倉、地下倉、半地下倉;（3）根據(jù)倉房建筑條件及設(shè)備配置分類：簡易倉、

9、一般糧倉、機械化糧倉、裝配式糧倉;（4）根據(jù)倉房外形分類：房式倉、筒倉、樓房倉;（5）根據(jù)倉內(nèi)糧食堆裝方式分類：散裝倉、包裝倉。糧倉的基礎(chǔ)會對軟土地基造成很大的影響，因此不同類型的糧倉在對地基的影響方面會存在一定的差異，但是由于糧倉的儲糧特性，它們的使用頻率比較低，大多數(shù)情況下是一年裝卸一次。由此可見，糧倉對地基的影響主要體現(xiàn)在低頻反復(fù)載荷下地基的變形特性方面。由于這種類型的載荷經(jīng)歷的時間和載荷的變化周期都比較長，也即是這些載荷的變化頻率都非常低，也被稱之為低頻載荷。3 本文小結(jié)對反復(fù)載荷作用下的軟土地基變形機理進行研究首先要正確認(rèn)識和了解軟土的定義、來源、分布范圍以及軟土的工程特性。本章在充

10、分調(diào)研軟土相關(guān)文獻的基礎(chǔ)上，對軟土的基本概念和理論進行了整理和論述。通過對軟土基本理論和工程特性的分析，主要得出如下結(jié)論：（1）在世界范圍內(nèi)，軟土主要分布在長江、密西西比河、尼羅河、恒河、易北河、萊茵河等河流三角洲位置，為了描述和研究的方便，通常以國家地理范圍內(nèi)的軟土含量來描述這個國家的軟土分布，一般而言美國北部（波士頓和芝加哥）、墨西哥城、加拿大、丹麥除外的北歐諸國都是典型軟粘土的主要分布地區(qū)。（2）我國的軟土靈敏度和孔隙比相比世界上典型軟土地區(qū)來說不是太高，且我國的軟土主要具備以下工程特性：孔隙比大（12）、含水量較高（35%80%）、滲透性比較?。B透系數(shù)約為1×10-61×10-8cm/s）、壓縮性較高（壓縮系數(shù)約為0.51.5mpa-1）、抗剪強度很低（不排水抗剪強度約為525kpa）、具有明顯的流變性和結(jié)構(gòu)性。（3）對我國糧倉的發(fā)展歷程及其主要類型特特征進行了描述，指出我國的糧倉主要有房式倉、磚圓倉、土圓倉、鋼板圓倉、鋼筋混凝土立筒倉以及地下倉等幾種類型，并且糧倉對地基的影響主要體現(xiàn)在低頻率反復(fù)荷載下地基的變形特性方面。由于這種類型的荷載經(jīng)歷的時間和載荷的變化周期都比較長，也即是這些荷載的變化頻率都非常低，被稱之為低頻荷載。參考文獻1 金宗川，顧國榮，韓黎明，等.大面積堆載作用下軟土地基變形