1.论软弱地基处理办法 论文
我国沿海地区和内陆湖泊和河流谷地分布着大量软弱粘性土。这种土的特点含水量大、压缩性高、强度低、透水性差、很多情况埋藏较深。在软土地基上直接建造建筑物或进行填土时,地基将由于固结和剪切变形会产生很大的沉降和沉降差异,而且沉降的延续时间长,因此有可能影响建筑物的正常使用。另外,由于其强度低,地基承载力和稳定性往往不能满足工程要求而产生地基土破坏。所以这类软土地通常需要采取加固处理,排水固结法就是处理软粘土地基的有效方法之一。 排水固结法是对天然地基,或先在地基设置沙井(袋装沙井或塑料排水带)等竖向排水体,然后利用建筑物本身重量分级逐渐加载,或在建筑物建造前在场地先行加载预压,使土体中的孔隙水排出,逐渐固结,地基发生沉降时,同时强度逐渐提高的方法。该法常用于解决软粘土地基的沉降和稳定问题,可使地基的沉降在加载预压期间不致产生过大的沉降和沉降差。同时,可增加地基土的抗剪强度,从而提高地基的承载力和稳定性。 排水固结法是由排水系统和加压系统两个主要部分组成。 加压系统,是为地基提供必要的固压力而设置的,它是地基土层因产生附加压力而发生排水固结。设置排水系统则是为了改善地基原有的天然排水系统的边界条件,增加孔隙水排出路径,缩短排水距离,从而加速地基土的排水固结进程。如果没有加压系统,排水固结就没有动力,既不能形成超静水压力,即使有良好的排水系统,孔隙水仍然难以排出,也就谈不上土层的固结。反之,若没有排水系统,土层排水途径少,排水距离长,即使有加压系统,孔隙水排出速度仍然慢,预压期间难以完成设计要求的固结沉降量,地基强度也就难以及时提高,进一步的加载也就无法顺利进行。因此,加压和排水系统是相互配合、相互影响的。当软土层较薄,或土的渗透性较好而施工期允许较长时,可仅在地面铺设一定厚度的砂垫层,然后加载,土层中水沿竖向流入砂垫层而排出。当工程遇到透水性很差的深厚软土层时,可在地基中设置砂井等竖向排水体,地面连以排水砂垫层,构成排水系统。 根据加压和排水两个系统的不同,派生出多种固结加固地基的方法,如图所示。 排水固结法是从简单的堆载预压这一传统处理方法发展起来的。由于细粒粘性土透水差,土层厚时,排水固结需耗费很长时间。20世纪30年代初,美国发明了砂井预载预压法,从而大大加快了粘性土排水固结速度。该法在全世界得到广泛应用。20世纪40年代初,瑞典的齐鲁曼等人发明了纸板排水法。这种方法可用于极软弱地基中设置竖向排水体。不仅排水体质量稳定,而且施工速度快、费用低。弥补了砂井排水的一些不足。1952年,瑞典皇家地质学院的研究人员提出了真空预压法加固软弱地基技术。该法无需堆载,利用 对载预压法 加载法 超载预压法 建筑自重分级加载法 加压系统 真空预压 降水预压 电渗法 排水固法 联合法 普通砂井 竖向排水体 袋装砂井 排水系统 塑料排水板 其它(如柔性排水管等) 水平排水体—— 砂垫层 图 大气压力和空隙中负压加速排水固结,有一定的优越性。20世纪60年代末,日本的研究者改进了普通砂井,开发出质量更容易保证、直径大大缩小,施工更加方便、快捷的袋装砂井排水。20世纪70年代初期,日本有开发出渗透性良好、便于施工、质量更加稳定的塑料排水带,进一步完善和提高了竖向排水体施工技术。由此,可以清楚地看出,排水固结的各种方法都是在改进加压和排水两个系统基础上发展起来的。
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2.论软弱地基处理办法 论文
我国沿海地区和内陆湖泊和河流谷地分布着大量软弱粘性土。
这种土的特点含水量大、压缩性高、强度低、透水性差、很多情况埋藏较深。在软土地基上直接建造建筑物或进行填土时,地基将由于固结和剪切变形会产生很大的沉降和沉降差异,而且沉降的延续时间长,因此有可能影响建筑物的正常使用。
另外,由于其强度低,地基承载力和稳定性往往不能满足工程要求而产生地基土破坏。所以这类软土地通常需要采取加固处理,排水固结法就是处理软粘土地基的有效方法之一。
排水固结法是对天然地基,或先在地基设置沙井(袋装沙井或塑料排水带)等竖向排水体,然后利用建筑物本身重量分级逐渐加载,或在建筑物建造前在场地先行加载预压,使土体中的孔隙水排出,逐渐固结,地基发生沉降时,同时强度逐渐提高的方法。该法常用于解决软粘土地基的沉降和稳定问题,可使地基的沉降在加载预压期间不致产生过大的沉降和沉降差。
同时,可增加地基土的抗剪强度,从而提高地基的承载力和稳定性。 排水固结法是由排水系统和加压系统两个主要部分组成。
加压系统,是为地基提供必要的固压力而设置的,它是地基土层因产生附加压力而发生排水固结。设置排水系统则是为了改善地基原有的天然排水系统的边界条件,增加孔隙水排出路径,缩短排水距离,从而加速地基土的排水固结进程。
如果没有加压系统,排水固结就没有动力,既不能形成超静水压力,即使有良好的排水系统,孔隙水仍然难以排出,也就谈不上土层的固结。反之,若没有排水系统,土层排水途径少,排水距离长,即使有加压系统,孔隙水排出速度仍然慢,预压期间难以完成设计要求的固结沉降量,地基强度也就难以及时提高,进一步的加载也就无法顺利进行。
因此,加压和排水系统是相互配合、相互影响的。当软土层较薄,或土的渗透性较好而施工期允许较长时,可仅在地面铺设一定厚度的砂垫层,然后加载,土层中水沿竖向流入砂垫层而排出。
当工程遇到透水性很差的深厚软土层时,可在地基中设置砂井等竖向排水体,地面连以排水砂垫层,构成排水系统。 根据加压和排水两个系统的不同,派生出多种固结加固地基的方法,如图所示。
排水固结法是从简单的堆载预压这一传统处理方法发展起来的。由于细粒粘性土透水差,土层厚时,排水固结需耗费很长时间。
20世纪30年代初,美国发明了砂井预载预压法,从而大大加快了粘性土排水固结速度。该法在全世界得到广泛应用。
20世纪40年代初,瑞典的齐鲁曼等人发明了纸板排水法。这种方法可用于极软弱地基中设置竖向排水体。
不仅排水体质量稳定,而且施工速度快、费用低。弥补了砂井排水的一些不足。
1952年,瑞典皇家地质学院的研究人员提出了真空预压法加固软弱地基技术。该法无需堆载,利用 对载预压法 加载法 超载预压法 建筑自重分级加载法 加压系统 真空预压 降水预压 电渗法 排水固法 联合法 普通砂井 竖向排水体 袋装砂井 排水系统 塑料排水板 其它(如柔性排水管等) 水平排水体—— 砂垫层 图 大气压力和空隙中负压加速排水固结,有一定的优越性。
20世纪60年代末,日本的研究者改进了普通砂井,开发出质量更容易保证、直径大大缩小,施工更加方便、快捷的袋装砂井排水。20世纪70年代初期,日本有开发出渗透性良好、便于施工、质量更加稳定的塑料排水带,进一步完善和提高了竖向排水体施工技术。
由此,可以清楚地看出,排水固结的各种方法都是在改进加压和排水两个系统基础上发展起来的。采纳哦。
3.固结度的概念和计算岩土工程中,固结度的详细解释
百度百科有如下要点,本人觉得比较好的: 1.固结度的定义:饱和土层或试样在固结过程中,某一时刻的孔隙水压力平均消散值(或压缩量)与初始孔隙水压力(或最终压缩量)比值,以百分率表示。
2.固结度的详细解释:固结度是表征土的固结程度,是指饱和土层或土样在某一级荷载下的固结过程中某一时刻孔隙水压力平均消散值或压缩量与初始孔隙水压力或最终压缩量的比值,以百分率表示。通俗的讲就是:某一时刻的压缩量与最终压缩量之比,在科学上很难解释。
但固结度的计算公式(土力学书上都有)经典但比较复杂,觉得是老师讲课用的.我们从定义上可知,用测孔隙水压力来计算或压缩测(固结)变形量来计算;试验室和工程现场都可做. 工程设计时都要考滤时间因素,如地基处理工期,固结度的计算要用土力学书上的公式,其中如固结系数等参数由室内试验提供.。
4.地基处理
广州某项目。
原设计水泥搅拌桩,桩径600,最小桩长10米;投资方为节约投资,建议改为动力排水固结法+水泥搅拌桩法,即部分采用动力排水固结,部分采用水泥搅拌桩。动力排水固结通过布置塑料排水板,中心距1米,长12米,四周设排水沟,分三遍强夯,夯击能为分别为800KN*M、1050KN*M、1300KN*M,夯击全部完成后用碎石砂土填实推平。
排水固结法即指给地基预先施加荷载,为加速地基中水分的排出速率,同时在地基中设置竖向和横向的排水通道,使得土体中的孔隙水排出,逐渐固结,地基发生沉降,同时强度逐步提高的方法。该法常用于解决软粘土地基的沉降和稳定问题,可使地基的沉降在加载预压期间基本完成或大部分完成,使建筑物在使用期间不致产生过大的沉降和沉降差。
同时,可增加地基土的抗剪强度,从而提高地基的承载力和稳定性。实际上,排水固结法是由排水系统和加压系统两部分共同组合而成的。
排水系统是一种手段,如没有加压系统,孔隙中的水没有压力差就不会自然排出,地基也就得不到加固。如果只增加固结压力,不缩短土层的排水距离,则不能在预压期间尽快地完成设计所要求的沉降量,强度不能及时提高,加载也不能顺利进行。
通过计算确定回填的堆载计划、地基处理分区和施工要求,既经济合理,又满足了施工工期的要求。 排水固结法作为处理软粘土地基的有效方法,在工程上得到广泛的应用。
采用排水固结法可同时解决沉降和稳定问题。使地基的沉降在加载预压期间大部分或基本完成,建筑物在使用期间不致产生不利的沉降和沉降差,且加速地基土抗剪强度的增长,从而提高地基的承载力和稳定性。
排水固结法是由排水系统和加压系统两部分共同组合而成的。设置排水系统主要在于改变地基原有的排水边界条件,增加孔隙水排出的通路,缩短排水途径,它由竖向的排水井和水平向的排水垫层构成。
由塑料芯板和滤膜外套组成的塑料排水板作为竖向排水通道在工程上的应用日益增加,塑料排水板可在工厂制作,运输方便,尤其适合象三门这样的缺乏砂源的地区使用,可同时节省投资。加压系统,即是施加起固结作用的荷载,土中的孔隙水因产生压差而渗流使土固结。
排水系统是一种手段,如没有加压系统,孔隙中的水没有压力差,不会自然排出,地基也就得不到加固。如果只施加固结压力,不缩短土层的排水距离,这不能在预压期间尽快地完成设计所要求的沉降量,土的强度不能及时提高,各级加载也就不能顺利进行。
所以,排水系统和加载系统在设计时总是需要结合起来考虑。 根据沉降变形分析计算,采用塑料排水板堆载预压法处理软弱土层,要求将各处理区场地整平后,在滩涂面上铺设一层土工布和0.8m厚的碎石垫层,再插打塑料排水板。
塑料排水板采用SPB-IB型标准排水板,宽度100mm,厚度为4mm,呈梅花形布置,间距1.5m。排水板的深度应穿透淤泥层的底面,如图1所示。
各地基处理分区所需的塑料排水板见表2。 图1 塑料排水板布置图 表2 各地基处理分区塑料排水板表 地基处 理分区 处理区平面 面积(ha) 塑料排水板 数量(根) 处理区场地标高(m) T3-2 6.50 33358 约0~4.2 T1-2 7.77 39876 约-1.0~2.0 T2-1-2 20.48 105104 约-1.0~2.5 合计 34.75 178338 为适应地基处理区和直接回填区地基的变形,防止在分界线处因地基固结程度相差较大而引起的地基开裂和承载力突变,在处理区内靠近直接回填区约20m的范围内,塑料排水板的间距从1.5m过渡到2.0m,其打设深度亦可适当减小。
4堆载计划的确定 根据土层特性,计算其在堆载回填预压荷载下的沉降变形量,进而估计达一定固结度的时间及堆载预压后地基强度增长量,以此来评价地基条件,并提出合理的回填堆载计划及地基处理方案。 因施工面较大,故假定大面积堆载。
堆载回填材料为开挖山体的土石方,计算中取岩石堆密度r=17.0kN/m3,回填层平均高度7.0m。软弱土层(包括淤泥层和淤泥质软粘土)计算层厚14.0m(厂区南侧滩涂),固结系数Ch=Cv=2*10-3cm2/s,Cu=10.0kPa(十字板剪切试验),三轴固结不排水剪土的内摩擦角jcu=10.0°。
4.1最终沉降计算结果 回填高度为7.0m时,预压荷载下地基的最终变形为: =1.50m 式中:Sf--最终竖向变形量; e0i--第i层中点土自重压力所对应的孔隙比; e1i--第i层中点土自重压力和附加压力之和所对应的孔隙比; hi--第i层土层厚度; x--经验系数,1.1~1.4,荷载较大,地基土较软弱时取较大值。 4.2不采取处理措施的情况 根据费连纽斯(Fellenius)公式,天然地基容许施加的第一级荷载P1: =42.83kPa 其中:Cu--天然地基的不排水抗剪强度,由现场原位十字板剪切试验结果测定。
K--安全系数。 在P1荷载作用下,固结度U=70%时提高以后地基强度为Cu1: 式中:h--为考虑剪切蠕变的强度折减系数; Ut--地基平均固结度; --预压荷载引起的附加竖向压力; 相应的所需时间t: =12.11yr 由以上计算可知,在允许的P1荷载作用下,达到70%固结度所需的时间长达12.11年之久,无法满足施工工期的要求,而且地基抗剪强度增长不大,仅为37.6%。
堆载厚7.0m,预压5年后地基固结度和强度的增长。
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