真空排水預壓法加固軟土地基_公路施工與管理課程設計-預覽頁

　

【正文】 ....................21 地質概況 ................................................................................................21 施工情況 ................................................................................................21 現場觀測結果 ........................................................................................23 結論 .............................................................................................. 錯誤 !未定義書簽。軟土地基指以軟土為主，與粉砂、泥煤等一些其它土層相間組成的地基，當然也存在厚度幾十米、上百米而土質較均勻的軟土地基。 軟土地基常用的加固方法 根據不同分類原則，可將地基處理方法分為若干類，參照《土木工程指南》中“各種地基處理方法匯總”以加固原理為基礎，將常用的軟土地基處理方法歸類劃分如表 11。簡易可靠 振沖置換或干振碎石樁 利用振沖器在高壓水流作用下邊振邊沖（或干振）使地基成孔，在孔內填碎石、卵石振密成樁，樁與樁間土組成復合地基 用不排水抗剪強度大于等于20Kpa 的軟土地基，施工 時排出泥漿需預先安排出路，效果顯著 高壓噴射注漿 將注漿管通過鉆孔置入預定深度，然后高壓噴射漿液（常用水泥漿）沖切土體，同時旋轉提升注漿管，生成水泥 — 土樁 亦稱旋噴樁或 P、 P、 C 法，可用以處理既有建筑物地基，還可以防滲帷幕、基坑維護。 按照工程使用的目的，真空排水預壓法一方面使地基的沉降在抽氣加載預壓期間大部分被消除（一般是 80%）或基本消除，建筑物在使用期間不致有過大的沉降和沉降差，即可以解決沉降問題；另一方面能加速地基土的抗剪強度的增長，從而提高地基的承載力和穩定性即可以解決穩定問題。 交通運輸學院課程設計 第 6 頁 垂直排水體 — 砂井、袋裝砂井、塑料排水板、鋼絲濾管 排水系統 水平排水體 — 砂墊層、土工合成材料 真空排水固結 加壓系統 — 抽真空裝置 圖 2 真空排水預壓法的兩個系統 真空排水預壓法與堆載排水預壓法相比，具有加荷速度快、無需堆載材料、加荷中不會出現地基失穩現象等優點，因此它相對來說施工工期短、費用少但它能施加的最大壓力只有 95kPa 左右。 用真空排水預壓法加固軟土地基時，在地上施加的不是實際重物，而是把大氣作為荷載。從而使土體孔隙水中的氣和水由土體向垂直排水通道滲流，最后由垂直排水通道匯至地表砂墊層中被泵抽出。 用真空排水預壓法加固軟土地基時，在地上施加的不是實際重物，而是 把大氣作為荷載。從而使土體孔隙水中的氣和水由土體向垂直排水通道滲流，最后由垂直排水通道匯至地表砂墊層中被泵抽出。3039。? ，因此 ?? 39。1039。039。 由于真空排水預壓法加固軟土地基過程中，作用于土體總應力并沒有增加，降低的僅僅是土中孔隙水壓力，而孔隙水壓力是一個球應力。(2/1 ?? ??q 真空排水預壓法加固軟土地基過程中，在真空吸力的作用下易使土中的密封氣泡排出，從而使土的滲透性提高、固結過程加快。 )339。 沉降計算 固結沉降 cS 的計算 固結沉降量 Sc 的計算可采用單向壓縮分層總和法或考慮土體應力歷史的 elogp’曲線法來進行。 2） elogp’曲線法 首先根據土工試驗得到的前期固結壓力 39。39。 對超固結土： 當有效附加應力 iP39。 當有效附加應力 iP39。 整個土層總的單向固結沉降量為 cS ： 21 ccc SSS ?? （ 46） 對于新近沉積的粘性土、新近吹填土及地 下水位降低不久的地區，常會出現欠固結的土層，這種土的沉降包括由于土自重應力的欠固結部分引起的沉降和建筑物附加應力引起的沉降兩部分，可以按下式計算： （ 47） 最終沉降量 ?S 的計算 1） 用公式來計算 按堆載法來計算最終沉降量 ?S )]39。39。12 oi ioisini oiic P PPehS ???? ??)39。 39。1 ciP iPoiPehCP PPPPehCSoiini cioiicioicioiini cic?????????? ????交通運輸學院課程設計 第 12 頁 scd SSSS ???? （ 48） 式中： dS —— 初始沉降量； cS —— 固結沉降量； sS —— 次固結沉降量。 軟土層總的固結沉降量可用求和的方法求出。sm =~，這當中還包括施工中的沉降量。 將式（ 412）變形得 （ 413） 令 y=1/( tS aS )， x=1/(tta)，有 y=β+αx，利用測得的數據求出系數 α、 β。以時間 t 的對數作自變量，其表達式 為 ctbtaS t ??? lo g)( lo g 2 （ 417） 參數 a、 b、 c 用優化法求得。地基在加固過程中的穩定程度，都起著十分重要的作用。其次真空荷載是一次施加完成的，可以當成瞬間加荷來看，所以設計中可按砂井固結理論瞬時加荷來進行設計計算，而不必考慮分級加荷和設計加荷速率。若垂直排水通道采用的是塑料排水板，那么它的等值砂井直 徑 wd 可按式（ 420）換算。 交通運輸學院課程設計 第 16 頁 α、 β值 表 41 排水情況 徑向排水 豎向排水 豎向和徑向組合三維排水 β 理想井 2/8 enhr dFC?? zr ??? 非理想井 2)/(8 enhr dGJFC ?? ??? a 1 2/8? 2/8? 表 41 中所述的理想井為不考慮井阻和涂抹作用對固結影響的情況，非理想井反之。 當垂直排水通道未打穿軟土層時，可按下式計算地層的平均固結度： zrzt UUU )1( ?? ??? （ 427） 式中： tU —— t 時刻土層的平均固結度； rzU —— 垂直排水通道打入深度范圍內土層的平均固結度，按式（ 421）和表 41中的參數計算 ； ρ—— 打入深度， HL/?? 。 2） 真空排水預壓法加固軟土地基中不會產生剪切蠕動現象。 4） 經真空排水預壓法加固后的地基強度增長率大。1?? —— 地基中產生有效應力增量； 將（ 429）代入（ 428）中得： )( 00 ict k ???? ??? （ 430） 2） 有效固結應壓力法 cuztct tgU ??? ?? （ 431） 式中： z?? —— 地基中某點的附加應力； tU —— 地基中某點某時刻的固結度； cu? —— 相應土層的固結快剪內摩擦角。c o s39。當時現場進行了 11m 24m 的探索試驗和 1250 ㎡ 及 1550 ㎡ 的中間試驗。所用薄膜為 PVC 材質制成，鋪設時將薄膜周邊開挖深度達 ~ 的溝槽中，之后用粘土進行回填密封。 ，沉降大部分發生在打設袋裝砂井的地層上部，地表 10m 以下的沉降僅占總沉降量的 25%。十字板強度的檢測結果表明，強度增長是明顯的，增幅在 8kPa~ 之間，增率達到 31%~91%；上部的增幅大，見表 51，這與上部固結沉降量是一致的。 交通運輸學院課程設計 第 21 頁 日本東北地區新干線某段超軟土地基加固 地質概況 工程地點位于日本東北地區新干線新臼石到仙臺之間，距起點東京 “第七號谷”。 加固區膜下設置的水平排水層為厚度為 70cm 的砂墊層，砂料的粒徑組成如表 53 所示，由表可以看出這是種潔凈而透水性好的砂。紙板為正方形布置，間距 80cm，這是很小的一種間距，由日本 PPW 型打樁機打設。 交通運輸學院課程設計 第 23 頁 圖 9 濾管布置圖 為獲得良好的加固效果，施工中采用有一定氣密性、耐水性、良好抗拉強度的、能適應軟基不均勻沉降變形的密封膜，用的是 A30 型尼龍焦油防水布。 真空泵的能力是 760mmHg 柱。也就是 說，地下 2m深處的地方，負壓減小為地面的 1/5 左右。 無側限抗壓強度試驗結果表明，在地下 7m以上的泥炭土層中，地基土的無側限抗壓強度均有增大，從加固前的 qc=7~12kPa 增加到加固后的 qu=13~23kPa，增加了一倍左右