中文名 | 土體預壓加固 | 外文名 | soil improvement by preloading |
---|---|---|---|
定????義 | 預先施加荷載使土體沉降提前發生 | 作????用 | 提高地基的承載力和穩定性 |
應用場景 | 碼頭等 | 學????科 | 土木工程 |
預壓加固有兩重作用:
①地基土的沉降在預壓期間基本完成,保證建筑物在使用期間不發生過大的沉降或不均勻沉降。
②地基土的抗剪強度增大,提高地基的承載力和穩定性。
采用預壓法處理軟黏土地基有兩個要素:一是增設排水通道縮短排水距離。排水時間與排水距離的平方成正比,增設排水通道可加速地基固結,減少建筑物使用期的沉降和不均勻沉降;二是施加使地基固結的荷載。在荷載作用下,超靜孔壓消散,有效應力增加,地基固結壓密,地基強度提高。
排水固結預壓法主要適用于處理淤泥、淤泥質土及其他飽和軟黏土。對于砂類土和粉土,因透水性良好,無須用此法處理;對于含砂夾層的黏性土,因其具有較好的橫向排水性能,可以不用豎向排水體(砂井等)處理,也能獲得良好的加固效果。 2100433B
地基內若黏性土層較薄,或黏性土層中央有較多的薄粉砂等透水層,可單獨使用土體預壓加固法;若黏性土層很厚,預壓所需時間將很長,為縮短預壓時間,可在黏性土層中設置砂井等豎向排水系統,這就是砂井預壓法,如圖1所示,圖1中箭頭表示水流,H表示黏土層厚度。20世紀50年代初,中國在湖北省武昌造船廠擴建工程、江蘇省連云港市大浦閘閘基處理中,首次采用砂井預壓法。
砂井預壓法適用于次固結變形不大的黏土和粉土。對靈敏度很高的黏土,采用該法宜慎重,因為設置砂井往往會顯著降低土的水平向滲透系數,大大削弱砂井的排水作用。
砂井預壓是由排水和加壓兩個系統組成的。在水利工程中,多數用堆土加壓。也可先筑圍堤,在圍堤范圍內鋪土工膜,然后灌水加壓。還有在地面上鋪不透氣膜,在膜的下方抽真空,利用大氣進行預壓,這就是真空預壓法。降低地下水水位也能起加壓作用,這就是降壓預壓法。此外,還有利用錨桿和千斤頂系統加壓的。
排水系統采用砂井。由于細而密的排水砂井比粗而疏的系統有效,所以發展了袋裝砂井。即把砂裝在細長的透水袋內,再用特制的機具插入地基中。袋裝砂井比傳統砂井節約用砂量,不會中斷或“縮頸”,且可快速施工。在瑞典,W·杰爾曼提出用厚3mm、寬100mm、縱向有10個排水通道的硬質紙帶代替砂井,這種紙帶用特制的夾具壓人地基中。排水紙帶的優點是插入時對土的擾動小,施工簡單、快速;缺點是排水孔較細,水頭損失較大,耐久性亦不理想。在這一基礎上,日本有人研制了專用插帶機,最大插入深度可達50m。20世紀70年代以來,國際市場上出現了10多種大同小異的塑料排水帶。日本還在研制以麻或棕櫚為原料的排水條或排水帶。
預壓法的加固時間雖比較長,但有完整的設計理論和方法,加固效果有把握,是設計優先考慮的加固方法之一。
漿液注入量:按公式Q=πR2Lnαβ計算,式中:R-漿液擴散半徑(m);L-注漿管長(m);n-地層孔隙率(見附表6);α-地層填充系數,一般取0.8;β-漿液消耗系數,一般取1.1~1.2。
在廣聯達樁基里可以找到的,也可以量CAD的面積乘上長度的
土體不是一般土層的組合體,而是與工程建筑的穩定、變形有關的土層的組合體。 土體是由厚薄不等,性質各異的若干土層,以特定的上、下次序組合在一起的。 凡第四紀松散物質沉積成土后,未經受成壤作用的松散物質經...
土體加固處理分為表層處理和深層處理兩大類。前者一般涉及表層3~5 m以內的土層,常用的有挖除、換土、墊層、擠淤、壓實、擠密樁、樹根樁、排水固結、摻膠凝材料等措施。深層軟弱土體加固方法主要有排水固結、擠密砂樁、強夯、振沖、高壓噴射注漿、深層攪拌、灌漿等項。前4項主要是使土體加密,后3項是以不同方式向土體內加入膠凝材料,使其固化。其他還有凍結法、熱處理法、電滲排水法、電化學加固法等,可在特殊條件下采用。20世紀70年代以來用土工合成材料加固土體已得到很大發展。
近代沉積的高含水量低密度軟黏土層,力學性質很差。在土體自重或外載荷(堆載、抽真空、降低地下水位等)作用下,使土體預先排水固結,可以提高土的密度和粒間有效應力,從而提高強度,減小壓縮性。因軟黏土滲透性弱,不易固結,常在土體中設置砂井、土工排水板等,以縮短滲徑,加速固結過程。一些對沉降不太敏感的建筑物,如堤壩、路基、油罐等,也可以用控制施工速率或加載速率的方法,使軟土的強度增長與加載過程相適應,保持軟土地基的穩定性。
用振動打樁機將帶有樁靴的鋼套管打入土體內,邊拔管,邊灌砂,并用振動或搗實法壓實,形成密實的樁柱體,與周圍被擠密的土體一起,組成復合地基,以提高地基承載力。樁體材料也可用土或灰土,形成土樁或灰土樁復合地基。這種方法對松砂、非飽和松散黏性土、濕陷性黃土等的擠密作用是明顯的。對飽和軟黏土地基,其擠密作用不大,但較高的置換率(例如30%~70%)使砂樁在復合地基中起主要作用,同時也有利于土體的排水固結。
以重錘在大落高下夯擊地面,使土體在巨大沖擊能量下壓密,以提高強度,減小壓縮性。其有效深度取決于夯擊能量,可達10m以上。對易液化的飽和松砂,強夯可使土體液化,土粒在重新沉積過程中排列得更為密實。對低密度的非飽和土體,如濕陷性黃土、未經壓實的填土、松散無黏性土等,強夯可使松散土體壓實。對飽和軟黏土配合排水后是否適用尚無一致意見。強夯法施工時振動大,在附近有建筑物的地區要慎用。
使振沖器在邊沖水、邊振動作用下沉入土體,至預定深度,然后在邊振動、邊上提過程中,將砂石料填入振沖形成的孔洞內,并借振沖器的振動作用壓密填料,形成砂石樁柱,與周圍被振沖、壓密的土體一起組成復合地基,提高地基承載力。對無黏性土,主要是振沖加密作用;而對黏性土,則主要是振沖置換作用。振沖法的適用范圍與振沖器的功率有關,一般20~30 kW的振沖器可用于砂層和黏土層,而70 kW以上的大型振沖器可用于砂礫石層。
用高壓將水泥漿液通過鉆孔底部的噴嘴噴入地層,與被高壓射流切割破碎的地層材料混合,邊旋轉,邊提升,邊噴射漿液,直至地面。經一定時間后,混合物硬化而成一定直徑的樁體,稱為旋噴樁,可以與周圍地層材料組成復合地基,也可連續成排,作為基坑的圍護結構或地基防滲結構。如噴嘴只在一定角度內擺動而不作旋轉,可以噴成一定厚度的板墻,作防滲帷幕,稱為定噴或擺噴。
用特制的鉆頭,在鉆孔中一定深度處借機械力量旋轉切削土體,同時將水泥或石灰的粉體或漿體通過空心鉆桿和鉆頭上的噴嘴,在壓力下噴入土體中,與被切割破碎的地層材料混合均勻,邊旋轉,邊提升,直至地面。在一定時間后混合物凝固成樁體,與原地層一起組成復合地基,以提高地基的承載力。
通過鉆孔將水泥或其他漿液,在靜壓力下灌注入地層的裂隙或孔隙內,固化而成具有一定強度和低透水性的結石,起加固和防滲作用,其應用極為廣泛,技術上也有很大發展。
土體化學加固是指引入某種化學材料,使它與土體發生化學反應,從而改善土體力學性能的工程措施 。
土體動力加固是指利用沖擊力或振動力使土體顆粒重新排列,形成較為密實、穩定的新結構,以改善土體力學性質的工程措施 。