当前位置：文档之家 › 真空联合堆载预压设计及沉降计算

真空联合堆载预压设计及沉降计算

  • 格式：doc
  • 大小：713.50 KB
  • 文档页数：90

1 一、 计算采用的规范

1. 采用的规范：

《港口工程地基》（JTJ250-98）

2. 采用的软件：

地基计算系统（天津港湾工程研究所）

二、 计算内容

钻孔D12、D16、D19、D21、G27、G30 的使用期沉降计算、预压期沉降计算及残余沉降计算。

三、 计算说明

真空联合堆载预压方案：首先吹填海砂至+5m，然后在上部铺设0.5m中粗砂垫层，并打设排水板打至④1层顶部，间距1m，正方形布置，排水板打设完毕后在处理范围四周打设粘土防渗墙，然后进行真空联合堆载预压处理，处理完毕后回填开山石至使用高程5.7m。

施工流程如下：吹填海砂至标高+5.0m→铺设0.5m砂垫层→打设排水板→边界处打设粘土拌和墙→铺设一层单面压膜防水编织布→铺三层密封膜→铺设一层土工布→铺设0.2m砂层及0.3m碎石屑→回填并堆载开山石1.2m→施工完毕，1000KN.m普夯。

加荷速率如下图所示：

真空联合堆载预压沉降计算过程如下：

使用期沉降计算： 2 本范围堆场使用荷载按60kPa计算，长期作用考虑准永久系数0.8。由于大面积均载作用，不考虑地基附加应力的扩散。使用期堆场上部结构层按80cm厚度考虑，折算成均载为20kPa。使用期总沉降量包括：

①面层结构和土基顶部吹填砂及回填料引起的附加应力产生的沉降；

②均载60kPa作用下的沉降，准永久系数取用0.8；

③预压补填料荷载作用下的沉降。

沉降计算采用分层总和法计算，排水板从回填海砂顶部打到第④1层顶部，使用期按30a计。采用DJS程序计算出使用期30a沉降值见各钻孔沉降汇总表（表1）。

真空联合堆载预压沉降计算：

道路、堆场区预压荷载（预压荷载指沉降稳定后在土基顶面5.7m以上的荷重）按80kPa算，真空预压荷载真空度为80kPa，上部堆载39.6kPa。

预压荷载作用下的沉降包含以下几个方面：

①土基顶面使用标高5.7m以下至原泥面之间吹填+回填土荷重引起的沉降；

②真空预压荷载80kPa引起的沉降，恒载按90d计算；

③预压补填料荷载引起的沉降。

沉降计算采用分层总和法计算，排水板从吹砂顶部打到第④1层顶部，采用DJS程序计算出真空联合堆载预压90d的沉降计算结果见各钻孔沉降汇总表（表1），各钻孔土层在预压期结束时的固结度见表2。

根据以上计算得出的沉降值可算残余沉降：

残余沉降计算：

残余沉降＝使用期沉降值-真空联合堆载预压的沉降值+处理范围以下下卧层沉降。

通过调整预压荷载和预压时间使残余沉降＜30cm。

各钻孔沉降汇总表（ms取1.1） 表1

钻孔 使用期30a沉降(m) 预压90d沉降（m） 残余沉降（m）

G27 1.1966 1.1878 0.066

G30 1.0728 1.1194 0.000

D12 1.0716 0.9703 0.147

D16 0.6754 0.5662 0.141

D19 0.6927 0.5454 0.172 3 D21 0.2471 0.2599 0.000

各钻孔土层固结度汇总表 表2

钻孔号 层号 土层名称 厚度(m） 固结度 沉降（m）

D12 ①1 粉质粘土 1.1 1 0.0918

② 淤泥质粉质粘土 9.9 1 0.8785

④2 含粘性土碎石 2.1

④2a 粉质粘土 1.7

④2 含粘性土碎石 0.5

⑤1 粘 土 3.7 0 0.0001

D16 ①1 粉质粘土 1.5 1 0.1122

② 淤泥质粉质粘土 5.3 1 0.4528

④2 含粘性土碎石 1.6

⑤1 粘 土 5.4 0.005 0.0021

D19 ①1 粉质粘土 1.1 1 0.0894

② 淤泥质粉质粘土 4.6 1 0.4523

④2 含粘性土碎石 3.3

⑤1 粘 土 4.3 0.012 0.0056

D21 ①1 粉质粘土 1 1 0.0779

② 淤泥质粉质粘土 0.8 1 0.182

G27 ①1 粉质粘土 1.5 1 0.1175

①2 淤泥质粉质粘土 1 1 0.0848

③1 淤泥质粘土 9.1 1 0.7132

④2 含粘性土碎石 4.2 0.992 0.274

⑤1 粘 土 0.9 0 0

G30 ①2 淤泥质粉质粘土 1.5 1 0.1607

④2 含粘性土碎石 12.1 0.992 0.9696

输入条件：

预压期： 第一加荷级 吹砂 0～90d

第二加荷级 真空预压荷载+上部堆载 120d～150d

使用期： 第一加荷级 吹砂 0～90d

第二加荷级 真空预压荷载+上部堆载 120d～150d

第三加荷级 上部结构 210d～300d 4 水位线 2.15m

m＝1.1

De＝1.13m Dw＝0.0563m

层号 Cv(m2/d) Ch(m2/d)

11 0.013219 0.014774

12 0.015466 0.032573

2 0.232727 0.024538

31 0.027942 0.010627

51 0.279331 0

各钻孔计算数据文件及结果见附录1～附录4:

附录1:各钻孔使用期沉降计算输入文件

附录2:各钻孔使用期沉降计算输出文件

附录3:各钻孔预压期沉降计算输入文件

附录4:各钻孔预压期沉降计算输出文件

5

附录1:各钻孔使用期沉降计算输入文件

文件名 D12.IN

'GCS'

3 , 0 , 1

-20 , 0 , 20 /

3.04 , 3.04 , 3.04 /

-20 , 0 , 20 /

1.94 , 1.94 , 1.94 /

19.1 , 9.1 , 27 , 9 , 0

-20 , 0 , 20 /

-7.96 ,-7.96 ,-7.96 /

17.7 , 7.7 , 11 , 2.8 , 0

-20 , 0 , 20 /

-15.96 ,-15.96 ,-15.96 /

19.8 , 9.8 , 44 , 16.8 , 0

0 /

2.15 /

'WHS'

1 , 3 , 0

1 , 2 , 0 , 0

-20 , 20

35.28 , 35.28

1 , 2 , 0 , 0

-20 , 20

46.8 , 46.8

1 , 2 , 0 , 0

-20 , 20

68 , 68

'CJS'

5 , 1 , 3 , 2 , 1.1

-20 ,-10 , 0 , 10 , 20

1 , 6 , 0 , 0 , 0

0 , 50 , 100 , 200 , 300 , 400

.883 , .823 , .78 , .729 , .695 , .669

2 , 7 , 0 , 0 , 0

0 , 50 , 100 , 200 , 300 , 400 , 500

1.224 , 1.071 , .996 , .907 , .85 , .81 , .81

3 , 7 , 0 , 0 , 0

0 , 50 , 100 , 200 , 300 , 400 , 500

.758 , .737 , .717 , .69 , .67 , .652 , .652

10950 , 18250

'GJS' 6 5 , 3 , 2 , 2 , 1 , .036027 , 1 , 2

-20 ,-10 , 0 , 10 , 20

3.04 , 3.05 , 3.04 , 3.04 , 3.04

-15.96 ,-15.96 ,-15.96 ,-15.96 ,-15.96

-7.96 ,-7.96 ,-7.96 ,-7.96 ,-7.96

2.09 ,-3.01 ,-11.96

10950 , 18250

0 , 90 , 210

90 , 120 , 300

1.128 , .0563 ,-20 , 20

1 , .014774

2 , .027538

'HTS'

1 , 0 , 1 , 0

'GCM'

:\软件\专业应用软件\地基计算系统－202862－优盘狗\Support\G33.IN

7

文件名 D16.IN

'GCS'

3 , 0 , 1

-20 , 0 , 20 /

3.54 , 3.54 , 3.54 /

-20 , 0 , 20 /

2.04 , 2.04 , 2.04 /

19.1 , 9.1 , 27 , 9 , 0

-20 , 0 , 20 /

-3.26 ,-3.26 ,-3.26 /

17.7 , 7.7 , 11 , 2.8 , 0

-20 , 0 , 20 /

-10.26 ,-10.26 ,-10.26 /

19.8 , 9.8 , 44 , 16.8 , 0

0 /

2.15 /

'WHS'

1 , 3 , 0

1 , 2 , 0 , 0

-20 , 20

26.28 , 26.28

1 , 2 , 0 , 0

-20 , 20

34.2 , 34.2

1 , 2 , 0 , 0

-20 , 20

68 , 68

'CJS'

5 , 1 , 3 , 2 , 1.1

-20 ,-10 , 0 , 10 , 20

1 , 6 , 0 , 0 , 0

0 , 50 , 100 , 200 , 300 , 400

.883 , .823 , .78 , .729 , .695 , .669

2 , 7 , 0 , 0 , 0

0 , 50 , 100 , 200 , 300 , 400 , 500

1.224 , 1.071 , .996 , .907 , .85 , .81 , .81

3 , 7 , 0 , 0 , 0

0 , 50 , 100 , 200 , 300 , 400 , 500

.758 , .737 , .717 , .69 , .67 , .652 , .652

10950 , 18250

'GJS'

5 , 3 , 2 , 2 , 1 , .037514 , 1 , 2

-20 ,-10 , 0 , 10 , 20

合集下载

真空—堆载联合预压法加固软土地基的分析与研究

真空—堆载联合预压法加固软土地基的分析与研究

水利建设与管理・２０１１年第３期　

寡霉一雒霉鹫令　啭船纛謦　煮蘸　

Ｅ巨　至量耳ｊ　臣墨　Ｅ互至　Ｅ互墨　

至Ｅ互＿ｊ　量Ｅ量目　至　互已　兰ＥＬ二巳　至　曼巨　

马爱冬　

（山西省闻喜县水务局０４３８００）　

【摘要】本文针对真空一堆载联合预压法在软土地基高速公路建设中的加固区内土体竖向变形特性，提出了真空　预压加固地基固结沉降计算方法。同时，还分析了真空堆载联合预压加固地基总沉降的组成，并对各部分沉降计算　作了分析。　【关键词】真空预压　真空一堆载联合预压加固机理加固效果　

随着我国国民经济的迅速发展，基础设施建设进入　

一个高速发展的时期，其巾高速公路的建设成就尤其引　人注目。然而我国的高速公路在区域上基本分布在东南　

沿海地区，如何处理这些地区的软土地基成为发展国民　经济亟待解决的重大难题，由于真空预压法在处理软土　特别是超软土时，不会因土体的侧向挤出变形而破坏，　同时施工期较短和对环境污染小，因此得到了广泛的应　用１４ｌ。近几年真空一堆载联合预压法在工程实践中的应　用逐渐广泛，但是曲于对加固机理了解不够深入，相应　地在施工工艺、设计理论和工程适用性研究等方面还远　远落后于工程实践，对真空预压加固软土地基有效深度　的大小、抽真空作用强度对加固效果的影响、场地条件　对真空预压加同效果的影响等问题仍无法很好地解答，　

一直制约着该工法的进一步发展和工程应用Ｉ　３１。因此，　为了保证真空预压法安全有效地实施，有必要对真空预　压地基的加同效果作深入分析和研究，掌握真空预压地　

基的变形规律。　１背景工程　

１．１工程概况　２２０ｋＶ西山（仙降）变电所位于浙江某市。所址地处　飞云江的南岸，北东方向约０．５ｋｍ有１０４国道通过，所区　

与国道间有简易公路相接，交通较为便利。所区范围现大　部分为水田，有少量的藕塘及菜地。　主要建构筑物有：主控楼，荷载为１２００ｋＮ／柱，３５ｋＶ　配电装置室（一）、（二），荷载为１４００ｋＮ／柱；主变压器，总　荷载为２０００ｋＮ／只，片筏基础；接地变消弧线圈室，荷载为　１００ｋＮ／柱，基础拟采用真空预压地基。基础埋深为１．５～　

真空预压下软土地基的固结特性和沉降计算方法

真空预压下软土地基的固结特性和沉降计算方法

第19卷第3期2022年3月铁道科学与工程学报JournalofRailwayScienceandEngineeringVolume19Number3March2022

真空预压下软土地基的固结特性和

沉降计算方法

王思刘，张冬琪，陈纪胜，黄欣，王靖博，傅旭东

(武汉大学土木建筑工程学院，湖北武汉430072)

摘要：地基在真空排水预压条件下产生负的孔隙水压力，但其沉降计算是将膜下真空度作为等效荷载作用于地基上，按

照堆载预压沉降计算方法进行的。因此，研究负孔隙水压力下土体的三向固结特性与沉降计算方法具有重要意义。对负孔

隙水压力下的典型饱和软黏土样进行三向固结试验和标准固结试验，并将试验结果进行对比分析。建立真空排水预压固结

微分方程，根据排水砂层和竖向砂井的边界条件对微分方程进行求解。基于按应力定义的固结度，提出考虑负孔隙水压力

和土体三向变形影响的固结沉降计算方法。开展真空排水预压室内模型试验，并根据试验结果确定计算参数的取值范围。

研究结果表明：三向固结试验测得的固结系数在3×10−3cm2/s～4×10−3cm2/s之间，是标准固结试验测得的固结系数的40倍左

右；真空预压排水条件下的竖向和径向固结微分方程与砂井固结理论方程具有相同的形式，但排水边界的孔隙水压力为负

值；所提出的沉降计算方法得到的固结沉降计算值与实测值最大误差为12%，总沉降修正系数为0.98～1.18时计算值与实

测值吻合较好。研究结果对于准确确定真空排水预压法预压工期和工后沉降具有一定参考价值。

关键词：真空排水预压法；负孔隙水压力；三向固结试验；模型试验；固结度

中图分类号：TU470文献标志码：A开放科学(资源服务)标识码(OSID)

文章编号：1672-7029（2022）03-0674-09

Consolidationcharacteristicsandsettlementcalculationmethodof

softsoilfoundationundervacuumpreloading

真空联合堆载预压技术交底6.21

真空联合堆载预压技术交底6.21

分项工程施工技术交底通知单

施工单位：中国铁建港航局集团有限公司 编号：

单位工程 软基处理工程 交底时间 2014.3.15

分项工程 工程部位 接受班组及管理部门 排水板施工队、粘土帷幕施工队、抽真空施工队等 工程数量 74116㎡ 进度要求

质质

量

标

准 1、与该项目相关的标准：

（1）《水运工程质量检验标准》（JTS257-2008）

（2）《港口工程地基规范》（JTS147-1-2010）

（3）《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2012）

（4）《真空预压加固软土地基技术规程》（JTS147-2-2009）

（5）《水运工程塑料排水板应用技术规程》（JTS206-1-2009）

（6）《港口工程地基规范》（JTS147-1-2010）

（7）《港口岩土工程勘察规范》（JTS133-1-2010）

（8）《水运工程土工合成材料应用技术规范》（JTJ239-2005）

（9）《土工合成材料长丝纺粘针刺非织造土工布》（GB/T17639-2008）

2、塑料排水板打设的允许偏差、检验数量和方法如表1：

序号 项目 允许偏差（mm） 检验数量 单元测点 检验方法

1 平面位置 ±100

抽查10% 1 用全站仪、拉线和钢尺量纵横两个方向，取大值

2 垂直度（每米） 15 1 用全站仪、吊线和钢尺量打设套管的倾斜度

3 外露长度 +150

-50 1 用钢尺量

表1

3、砂垫层允许偏差、检验数量和方法如表2： 序号 项目 允许偏差（mm） 检验数量 单元测点 检验方法

1 顶标高 +30

-20 每100㎡一处 1 用GPS测量

2 厚度 50 1

表2

4、深层粘土帷幕墙穿透透水层并进入不透水层顶面标高以下，浅层帷幕墙打设至-8.0m。

5、设置地面沉降标，连接抽真空设备，试抽气时间不少于10天，然后正式抽气，要求膜下真空度大于650mmHg，有效抽气时间约220天左右。

试析真空联合堆载预压技术的应用

试析真空联合堆载预压技术的应用

试析真空联合堆载预压技术的应用

一、真空联合堆载预压法加固机理

真空联合堆载预压法就是在大气压力每平方10吨的情况下，堆载预压施工中，借助大气的压力，将两者之间的功能性进行最大限度的发挥，进而起到土体固结收缩速度加快的作用。用薄膜对需要加固的软基进行密封及大气隔离，并在射流泵的帮助下将其真空抽出，利用铺在加固体表面的砂垫层中的管道及竖向排水体袋装砂井抽出加固区内的空气和水，进而形成真空，促使负压出现在地表砂垫层，通过真空管路及竖向排水体负压向深度方向逐渐延升，并逐渐扩散到四周土体，促使压差出现在加固上体内部、排水通道及砂垫层中，在压差影响下，从排水通道不断有土体孔隙水排出，进而起到降低孔隙水压力的作用，并实现上体固结压密的效果。真空预压加固过程具体来讲也就是在不断抽出地下水气的同时，真空度不断向加固土体内传递、扩散并在加固土体内形成一定真空负压和负压梯度的过程。真空联合堆载预压法综合了两种加固方式真空预压和堆载预压，进而起到提高公路工程施工质量的作用。

二、公路工程施工中真空联合堆载法的作用

1、提高加固效果

作为一种新型软基处理技术，真空联合堆载预压法是真空预压和堆载预压技术的综合，其具有这两种预压技术的特点及效果，主要应用于具有较大荷载及承载力要求的公路工程中，在工程效果加固中，其主要具有三个特点。

（1）固结速度。真空预压阶段，通过滤管、砂垫层及垂直排水通道真空度向上体内部逐渐传递，在压差作用下土体孔隙水向外不断排出，进而起到土体排水固结的作用。在真空预压的前提下进行真空堆载和联合预压施工，这种情况下将不断提升土体孔隙水的压力；砂垫层及垂直排水通道在真空预压的影响下将处于负压状态，此时将大大增加地基孔隙水的压差，并加快了土体内水的排出速度及固结速度，提高加固效果。

（2）加固深度。孔隙水压力深度的变化对加固深度起到决定性作用。选用真空联合堆载预压法进行软基加固，造成孔隙水压力改变的主要因素就是真空度。据相关数据显示，真空度沿深度的衰减与堆载时总应力沿深度的衰减程度相比较低。基于此，与一般堆载预压相比，真空联合堆载预压法的加固深度要多出许多。 （3）强度增加。软基处理中选用真空联合堆载预压法进行加固施工时，当真空度达80kPa时，真空荷载与4米到5米高度的填上荷载一致，在预压施工中真空联合堆载预压法具有较高的等效超载高度，又在快速固结及较高影响深度的作用下，极大地增强了其强度。