排水固结法
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排水固结法加固软土地基综述
摘要:阐述了排水固结法的发展历程与趋势,排水固结法加固软土地基的原理,以及目前几种常用方法的使用条件及优缺点,结合工程实际证明加固效果。
关键词:固结;排水;软基
前言
我国东南沿海自连云港至广州湾几乎都有软土分布,其厚度大体自北向南变薄,软土主要是由天然含水量大、压缩性高、承载能力低的淤泥沉积物及少量腐殖质所组成的土。具有天然含水量高、天然孔隙比大、压缩性高、抗剪强度低、固结系数小、固结时间长、灵敏度高、扰动性大、透水性差、土层层状分布复杂、各层之间物理力学性质相差较大等特点。
由于软土的特殊性,软土地基加固的重要性被越来越多的业内外认识所认知,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。许多因没有做好地基处理的建(构)筑物最终倒塌的案例让更多人清醒的认识到采取科学的方法进行地基加固的重要性。如何能让“软”变“硬”从而增加土的承载力成为工程师们首要解决的问题。目前国内对于软土地基加固最常见的施工方法就是排水固结法。而排水固结法经过多年的实践,从技术创新到施工创新均有较大提高,排水固结法这一技术体系不断在被完善。
1. 排水固结法的发展历程与趋势
固结问题的研究在太沙基(Terzaghi)在1923年发表他的固结理论后的到的新的高度。有效应力原理和固结理论的建立标志着现代土力学的建立。从此,人们才可以借助有效应力原理和固结理论对土体的稳定性和沉降问题进行更符合客观实际的定量计算,也使在实验中计算固结速率的方法才成为可能。
由于淤泥等软土渗透性差,在附加应力下排水缓慢,单纯的使用排水固结法往往要很长时间才能固结。因此,排水固结法的发展过程也使改善软土竖向排水能力的沙井、排水板能工艺的发展过程。竖向排水方法先后发展了两种,即沙井法和排水板法。
堆载联合真空预压排水固结法加固沿海软弱地地基
王必卫 范伟 霍广勇
[摘要] 堆载预压法和真空预压法同属排水固结法,二者各有优缺点。本文结合工程实例,详细论述了堆载预压和真空预压联合加固软基的原理和施工要点。
[关键词]堆载预压:联合;真空预压;加固;软基。
一、概述
沿海地区广泛分布着含水量高、透水性差、压缩性大、强度低的海相沉积软弱粘士层,其地基承载力和稳定性很差,在荷载作用下会产生相当大的沉降和沉降差,影响建筑物的正常使用,因此,这种地基通常需要加固处理。排水固结法中的真空预压法和堆载预压法就是处理软弱地基的常用方法,二者加固地基的原理相同,只不过是施加预压的加载方式不同。真空预压法与常规的堆载预压法相比,具有加荷速度快、无需堆载材料、加荷中不出现地基失稳现象等优点,其最大缺点是预压荷载偏小(不超过100KPA);而堆载预压法工期相对较长,需大量的预压材料,但其优点是最大预压荷载不受限制。若能将真空预压与堆载预压联合加载就刚好可以发挥二者的优点,而理论分析和工程实践都已证明真空预压法与常规的堆载预压法是可以联合使用的,这两种方法在加固软土时分别产生的负超静水压力(真空预压)和正超静水压力(堆载预压)是可以迭加的,由此产生的有效应力迭加在一起,最终使土体产生垂直压缩变形、强度增长。
堆载预压法有个特例就是用建筑物的自身重量(比如路堤土等)作为预压荷载,加固结束后不再卸载,从而节约投资、缩短工期。为和常规堆载法区分,这里称之为自载预压法。在用排水固结法加固软基过程中,为了加快施工进度、提高加固效果,把自载预压法作主要荷载,而把真空预压当作超载来进行联合加载时,我们称之为自载联合真空预压法。
二、自载联合真空预压法在沿海公路建设中的应用
在深厚软弱地基上修建公路,通常采用自载(路堤土)预压法处理地基,但其往往面临两方面的问题:
1、 工后沉降量过大问题
在公路设计与施工时,虽然对桥头和路堤的工后沉降量提出了明确要求,但却难以做到。一是因为估算的沉降量本身就不易准确控制;二是因为预压期往往是在没有施加路面荷载的情况下确定的,因此当铺上了路面之后,路基在路面荷载的作用下又会产生新的沉降,从而使工后沉降达不到要求。有的地方为此对路堤或桥头采取了等载预压的措施,即用与路面荷载相当的堆载先对地基预压一定时期后,再将此堆载卸掉修建路面,但是这就有一个寻找土源、重新移弃堆载土的问题,既不经济,又不环保。
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GAGGAGAGGAFFFFAFAF 排水固结法加固软土地基综述
摘 要:阐述了排水固结法的发展历程与趋势,排水固结法加固软土地基的原理,以及目前几种常用方法的使用条件及优缺点,结合工程实际证明加固效果。
关键词:固结;排水;软基
前言
我国东南沿海自连云港至广州湾几乎都有软土分布,其厚度大体自北向南变薄,软土主要是由天然含水量大、压缩性高、承载能力低的淤泥沉积物及少量腐殖质所组成的土。具有天然含水量高、天然孔隙比大、压缩性高、抗剪强度低、固结系数小、固结时间长、灵敏度高、扰动性大、透水性差、土层层状分布复杂、各层之间物理力学性质相差较大等特点。
由于软土的特殊性,软土地基加固的重要性被越来越多的业内外认识所认知,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精品文档
GAGGAGAGGAFFFFAFAF 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。许多因没有做好地基处理的建(构)筑物最终倒塌的案例让更多人清醒的认识到采取科学的方法进行地基加固的重要性。如何能让“软”变“硬”从而增加土的承载力成为工程师们首要解决的问题。目前国内对于软土地基加固最常见的施工方法就是排水固结法。而排水固结法经过多年的实践,从技术创新到施工创新均有较大提高,排水固结法这一技术体系不断在被完善。精品文档
GAGGAGAGGAFFFFAFAF 1. 排水固结法的发展历程与趋势
固结问题的研究在太沙基(Terzaghi)在1923年发表他的固结理论后的到的新的高度。有效应力原理和固结理论的建立标志着现代土力学的建立。从此,人们才可以借助有效应力原理和固结理论对土体的稳定性和沉降问题进行更符合客观实际的定量计算,也使在实验中计算固结速率的方法才成为可能。
由于淤泥等软土渗透性差,在附加应力下排水缓慢,单纯的使用排水固结法往往要很长时间才能固结。因此,排水固结法的发展过程也使改善软土竖向排水能力的沙井、排水板能工艺的发展过程。竖向排水方法先后发展了两种,即沙井法和排水板法。
排水固结法
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