給水排水工程施工課件(編輯修改稿)

　

【文章內(nèi)容簡介】 (322) ? 即 (323) ? 式中 F0— 砂樁加固范圍總面積。 ? 總樁數(shù) n為： ? (324) ? 每個樁孔用砂量 g為： ? (325) hVeeehV 0010111)( ????)(1 20010 mFeeeF???24dFn??)% ) (1()1(422KNehdg ??? ???? ? 式中 d— 樁孔直徑 (m)； ? h— 樁長 (m)； ? ?— 砂密度 (KN/m3)； ? e2— 樁孔中砂搗實(shí)后的孔隙比； ? ?— 砂含水量。 ? (三 )砂樁施工 ? 擠密砂樁的樁孔借工具管打設(shè)。 ? 工具管為一鋼管。砂樁施工的基本過程是將工具管打入土層中，形成注孔。然后在注孔內(nèi)填入并壓實(shí)砂或其他填料，同時把工具管拔出。 ? 圖 315所示為末端裝設(shè)單向舌門的工具管。工具管在土中成孔后，自管上端灌砂，提起工具管．舌門打開，砂就漏入樁孔。 ? 圖 316所示為下端由兩塊半圓舌門組成，在管內(nèi)外設(shè)有壓縮空氣管的工具管。通入管內(nèi)的壓縮空氣的作用是為了注砂，而管外壓縮空氣的作用是為有助于穿透復(fù)雜土層，保證樁孔成型。 ? 施工方法有振動壓實(shí)法、地基振浮壓實(shí)法和擠實(shí)砂振法等。 ? 振動式砂校施工的機(jī)械設(shè)備如圖 317所示。工具管由起重機(jī)吊掛定位，在工具管頂端上設(shè)有振動器。首先，借振動器的高頻振動，將工具管打入至設(shè)計深度，然后砂料由提砂斗提升，經(jīng)投砂口投入工具管，提起工具管，砂舌門漏出。當(dāng)工具管再次放下時，舌門關(guān)閉并與砂子接觸。此時，開動振動器，低頻低幅的振動經(jīng)過工具管將砂子擊實(shí)，施工過程如圖 318所示。 ? 砂樁振動成樁過程中，為了保證施工質(zhì)量應(yīng)采用如圖 319所示的裝置，測定工具管打入深度，工具管內(nèi)砂面標(biāo)高或投入工具管砂的斗數(shù)以及振動器的工作電流。 ? 為了確定加固后地基承載能力，應(yīng)對加固土層進(jìn)行承載能力的試驗(yàn)。 ? 粘土層的排水壓實(shí)過程中，發(fā)生地基下沉，土內(nèi)間隙水壓力減少，以及粘著力提高。地基下沉值可采用測深板 (圖 320)測定。測深板埋入地下，記錄土在壓實(shí)前后的測深板頂標(biāo)高，即可得地基下沉值。 ? 間隙水壓力可用圖 321所示的間隙水壓力計測定。間隙水壓力 ?為： ? (326) ? 式中 ?W— 水相對密度； ? ?— 水銀相對密度。 ? 則 ?點(diǎn)的壓力面高度為： ? (327) ? 粘著力增加值通常取土樣測定，或用放射性同位素測定。 ? (四 )粘土 — 砂井 (砂樁 )復(fù)合地基 ??? hH W ??? 2WWhHH???????? 21 ? 滯水粘土地基或飽和粘土地基加固的主要措施是設(shè)法排除土層內(nèi)水分。土孔隙中水被排除，土體在外載作用下就可被壓密。提高滯水層排水速度的方法很多，縮短徑流途徑、增加滯水層土體承載，都有助于粘土中水分排除。 ? 砂井是利用加荷載而使粘土加速固結(jié)，土的孔隙比和含水量減少。并由于固結(jié)沉降而提高抗剪強(qiáng)度的方法。 ? 如圖 322所示，在滯水層內(nèi)打設(shè)砂樁，并在樁頂鋪砂墊層，砂墊層上再可堆載。砂樁作為排水管道，使地下水徑流途徑縮短，水經(jīng)砂墊層而排走。在砂墊層上加載，加速土中水的排除，使固結(jié)沉降。 ? 砂井按正三角形布置時，地下水徑流距離 de為圖 323所示。 ? 砂井按正方形布置時： ? (328) ? (329) ? 式中 d— 砂井布置間距。 ? 常用的砂井間距為 ~3m。 ? 滯水層的壓實(shí)時間和砂井直徑 dw和徑流距離 de有關(guān)，如圖 324所示。井徑比，即砂井間距與砂井直徑之比 N＝ d/dw，一般為 5~9。但是，大直徑砂井施工較困難。而砂井直徑過小，細(xì)顆粒進(jìn)入砂井，有可能導(dǎo)致 “ 斷裂 ” ，或者砂井中粘土?；烊脒^多，均使砂井滲透性惡化，砂井排水效率急劇下降。常用砂井直徑為 ~。 dd e ?dd e ? ? 但是，砂井的實(shí)際作用并不僅僅作為排水管道。由于砂井的影響，使砂井周圍的粘性土產(chǎn)生固結(jié)效果，壓實(shí)砂井成為飽和粘性地基的加固材料。荷載較多地集中在砂井，導(dǎo)致了粘性土與砂井整體作用的復(fù)合地基。 ? 復(fù)合地基的承載力將較原地基承載力提高。根據(jù)計算和實(shí)測，原地基的平均主應(yīng)力 p0為： ? (330) ? 則砂井建立后平均主應(yīng)力為 : ? (331) ? 式中 k— 靜止土壓力系數(shù)； ? ?z— 覆蓋土壓力； ? c— 粘聚力； 3/)21(0 zkP ???3/)]/l n (4)21[( rRckP z ??? ? ? r— 矢徑； ? R— 塑性區(qū)域的半徑。? 復(fù)合地基中的應(yīng)力狀態(tài)為粘土層與砂井兩者同時發(fā)揮抗剪強(qiáng)度作用，則深度 Z處復(fù)合地基的抗剪強(qiáng)度 ?為： ? (323) ? ?c— 粘性土的粘聚力； ? ?s— 砂井的抗剪強(qiáng)度； ? as— 砂的壓入率； ? c— 砂井造成后粘性土的粘聚力； ? ?s— 應(yīng)力集中系數(shù)； 02c os)()1( catgzcacassssssc????????????????????? ? ?— 上部荷載的平均應(yīng)力； ? ?s— 砂井的密度； ? ?s— 砂井的內(nèi)摩擦角； ? ?— 穿切面和水平面的夾角； ? a*復(fù)合剪切系數(shù) , a* ?1； ? c0原地基粘聚力。 ? 復(fù)合地基減少沉降量。原地基沉降量 S為 : ? (333) ? 式中 H— 壓實(shí)層厚； ? mv— 原地基土壓縮系數(shù) 。 ? ?— 平均垂直應(yīng)力。 ???? VmHS ? 復(fù)合地基沉降量 S39。為 : ? (334) ? 式中 m’v— 復(fù)合地基土壓縮系數(shù)； ? ?’ — 復(fù)合地基平均垂直應(yīng)力， ?’ =?c ?0。 ? 則沉降減低率 ?為： ? (335) ? (336) ? 不考慮原地基加固效果，設(shè) M‘V/Mv?1，則 ?＜ 1。 ? 復(fù)合地基的固結(jié)特性，如與砂井的計算方法一樣，是偏于安全的。 ???? 39。39。 VmHSVVcmmSS?????39。 ? 鋪設(shè)水平砂墊層的目的是為了疏流和加載。當(dāng)?shù)鼗硗翞樯皩訒r，就不必鋪墊。砂墊層厚度一股為 。如在水下，由于厚度難以控制，砂墊層平均厚度可加大到 1m。 ? 三、掃動水沖法 ’ ? 振動水沖法是在地基中振動擠密土層，水沖成孔，同時在振孔中填入砂，石等密實(shí)填料，加固地基。振沖器的偏心塊高速轉(zhuǎn)動產(chǎn)生水平振動力，擠密土層，射水管穿越電機(jī)中空軸和偏心偏中空軸向土中射水，射水量一股為 ~／ min，射水速度為 10~15m/s。沖成泥漿上翻到地面排走。 ? 填料可在振沖過程中邊振邊加入，避免振沖器提出后，土落坍沖孔內(nèi)。分層回填、分層填入，由于沖振器系水平振動，垂直振動分量很少，水平振力因靜態(tài)泥水阻礙而急速衰減，填料也不易密實(shí)。應(yīng)控制投料速度，使孔內(nèi)受振材料高度在 1m左右。加固后樁柱質(zhì)量可用 ? 載荷試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)貫人試驗(yàn)或靜力觸探試驗(yàn)檢查。振浮壓實(shí)方法的施工順序，振動浮筒是一棒狀振動器，高壓水由振動器末端噴出。由于射水和振動，使振動浮筒沉入土中，并在土中形成鉆孔。振動導(dǎo)致下部土壓實(shí)，而橫向射水又使鉆孔四周水密實(shí)。鉆孔上部土落下。隨著振動浮筒上提，落下土也被壓實(shí)。此時，在鉆孔上部填砂，提起振動浮筒，繼續(xù)壓實(shí)填砂，形成土中擠密砂樁。 第五節(jié) 土的脫水加固 ? (一 )降低地下水位加固土 ? 含水層地下水位降落后，土中應(yīng)力增加。如圖 325所示， A點(diǎn)因原地下水位為 d2(cm)，距降落地下水位為d2d1cm。 ? 水位降落前， A點(diǎn)自重應(yīng)力為 : ? p=?d2 (kPa) (337) ? 式中 ?— 土密度 (kN/m3)； ? A點(diǎn)受地下水浮力 ?1為 : ? ?1=?w d2 (kPa) (338) ? 式中 ?w— 水相對密度。 ? A點(diǎn)實(shí)際應(yīng)力 Pl為： ? P1=P?1=(??w)d2 (kPa) (339) ? 地下水位降落后， A點(diǎn)受浮力 ?2為： ? ?2=?w(d2d1) (kPa) (340) ? 此時 A點(diǎn)實(shí)際應(yīng)力 P2為： ? P2=?d2?w(d2d1)=(??w)d2+?wd1 (kPa) (341) ? 因此， A點(diǎn)應(yīng)力增加為： ? ?p=p2p1=d1 (kPa) (34