动力排水固结法的加固机理及工艺特征

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第五节排水固结法

第五节排水固结法

%
≤2
%
≤2
设计要求
% ±10
mm ±100
mm ±200
mm ≤500
mm ≥200
%
≤5
检验方法
水准仪 根椐设计采用不同方 法 按规定方法 水准仪 用钢尺 插入时用经纬仪捡查 用钢尺 用钢尺 目测
真空膜
水气收集管道系统
真空预压模型试验
排水预压法的其他一些现场施工照片
项目
荷载 2 固结度与设计要求比
3 承载力或其他性能指标 1 沉降速率与控制值比 2 砂井或塑料排水带位置 3 砂井或塑料排水带插入深度 4 插入塑料排水带时的回带长度 5 塑料排水带或砂井高出砂垫层距离 6 插入塑料排水带时的回带根数
充许偏差或充 许值
单位 数值
6 )开始抽水,使地基排水固结。施工中真空度保持 在60mmHg以上。
真空预压法
• 三、质量检验
• ⅰ、对于以抗滑稳定性为控制的重要工程,在预压不同阶段、不同深 度进行十字板抗剪强度试验和取土进行室内土工试验,以验算地基的 抗滑稳定性,并检验地基的处理效果。
• ⅱ、预压期间应观测记录地表沉降、孔隙水压力变化和加载时间。及 时绘制变形与时间、孔隙水压力与时间的关系曲线,并推算出地基最 终沉降量、某一时刻的沉降量及相应的固结度,借以分折处理效果, 并确定卸载时间提供依据。
1 、排水固结法的原理
排水垫层
水平排水盲沟
竖向排水体
加固软土 层
排水固结法的应用范围 用于处理软粘土地基,是十分有效的方法。
按照使用目的可以解决两个问题
沉降问题
稳定问题
2、系统组成——排水系统
主要用于改变地基原有的 排水条件,增加孔隙水排 出。系统是由水平排水的 砂垫层和竖向排水体构成 (普通砂井、袋装砂井和 塑料排水板)

关于动力排水固结法在建筑工程软土地基的应用

关于动力排水固结法在建筑工程软土地基的应用

关于动力排水固结法在建筑工程软土地基的应用摘要:应用动力排水固结法加固软土地基,分析该软土地基的分层沉降、深层沉降、侧向位移观测结果和加固效果可知,用该方法加固软土地基工期短、效果好。

关键词:动力排水固结法;土体沉降;侧向位移;软土地基在工程建设过程中经常会遇到不满足承载力要求及觉降变形要求的软地基,此时就必须对软地基进行处理,针对软土所有的含水量高,渗透性小等特点,动力排水固结法是较为经济适用的方法之一,排水固结是指给地基预先施加荷载, 以加快地基中水分的排出速度,同时在地基中设置竖向和横向的排水通道,排出软土中的孔隙水,使土体不断固结并发生沉降,同时提高土体的强度的一种地基处理方法,其具体的实现方法是将强夯法与排水系统相结合来处理软土地基,与其余的地基处理方法相比,动力排水固结法具有节约工期,造价低廉等优点,因而具备广阔的应用前景,下面本文就动力排水固结法来进行探讨并对其加固效果进行分析。

1 动力排水固结法加固机理当土体受到夯击时,在强大的冲击能量作用下,土体被压缩,土体中的气相体积减少、孔隙水压力增大,同时,夯击点周围的土体出现裂缝,致使土体的渗透性能发生变化,在超孔隙水压力作用下,气体和孔隙水沿着这些裂缝排出土体旧。

但是,由于这些裂缝并不是规则和连续贯通的,因而气体和孔隙水的排出并非很畅通,土体受扰动后强度降低,且需经很长时间才能恢复。

所以,强夯加固效果不佳,动力排水固结法,是在对土体进行强夯之前将塑料排水板插入土体至强夯影响达到的深度,即在土体中增加了一个垂直的排水通道。

当土体受到冲击荷载时,土体中的孔隙水压力增加,孔隙水可渗透到塑料排水板内,沿塑料排水板排出土体.通过缩短排水距离加快了孔隙水压力的消散和地基的沉降,防止土体产生液化,从而达到加固地基的目的。

2 工程概况某工程建筑占地面积12.8 万平方米,地震设防烈度为7 度,场地地基分布有第四纪海陆沉积的耕土,淤泥,粉粘土及细中砂组成的软土层,具体的土层分布见表1所示若不对该软土地基进行处理,则在建筑荷载及软土自重的双重作用下,临近地面18 米内土层可能会出现较大的沉降变形,相应的会给建筑桩基造成较大的负摩擦影响,使建筑出现沉陷事故,考虑到本工程的复杂程度以及软土层含有砂层,易于进行排水固结法的施作,故最终选择动力排水固结法对本工程的软土地基进行加固。

动力排水固结法在道路软土地基处理中的应用

动力排水固结法在道路软土地基处理中的应用

动力排水固结法在道路软土地基处理中的
应用
动力排水固结法是一种常用的软土地基处理方法,它通过施加振动力和排水作用,使软土地基得到固结和加固,从而提高地基的承载力和稳定性。

在道路工程中,软土地基是常见的问题,因此动力排水固结法在道路软土地基处理中得到了广泛的应用。

动力排水固结法的原理是利用振动器在地基中施加振动力,使土颗粒发生相对位移,从而改变土体的结构和性质。

同时,通过排水管将地下水排出,降低土体的含水量,使土体得到固结和加固。

这种方法不仅可以提高地基的承载力和稳定性,还可以改善土体的工程性质,如抗渗性、抗沉降性等。

在道路软土地基处理中,动力排水固结法可以有效地解决软土地基的稳定性和承载力问题。

首先,通过振动力的作用,可以使软土地基得到固结和加固,从而提高其承载力。

其次,通过排水管将地下水排出,可以降低土体的含水量,从而减少土体的液化和沉降,提高其稳定性。

最后,动力排水固结法还可以改善土体的工程性质,如抗渗性、抗沉降性等,从而提高道路的使用寿命和安全性。

动力排水固结法是一种有效的软土地基处理方法,在道路工程中得到了广泛的应用。

通过施加振动力和排水作用,可以使软土地基得到固结和加固,从而提高其承载力和稳定性。

因此,在道路工程中,应该充分利用动力排水固结法,解决软土地基的稳定性和承载力问
题,提高道路的使用寿命和安全性。

第四章--预压法(排水固结法)--第一二三节-概--述、加固机理、设计与计算备课讲稿

第四章--预压法(排水固结法)--第一二三节-概--述、加固机理、设计与计算备课讲稿

具体排水手段:设置竖向排水 体 ( 砂 井 、 塑 料 排 水 板 ( 袋 ))+ 水平排水体(砂垫层)
a 竖向双面排水
b 砂井地基排水
图4-2-2 排水法的原理
二、真空预压加固机理
真空预压法是在需要加固的软土地基表面:①先铺设砂 垫层;②然后埋设垂直排水管道; ③再用不透气的封闭膜 使其与大气隔绝,薄膜四周埋入土中; ④ 通 过 砂 垫 层 内 埋 设的吸水管道,用真空装置进行抽气,使其形成真空,增加 地基的有效应力,见图4-2-3 。
目标:加固期限尽量短;固结沉降快;强度增加充分;施工过程安全
由钻探及土工试验结果估算天然地基承载力
上部建筑物所要求的承载力与沉降量或稳定性的安全系数
确定砂井直径与深度,假定砂井有效间距
预压荷载的分级,固 结度及强度增大计算
预压荷载的设计
预压荷载引起的 沉降量计算

承载力或稳定性分析
验算工期
验算剩余沉降与沉降差
de与井间距l之关系为:
等边三角形排列:
de
2 3 l 1.05l
正方形排列:
de
4 l 1.13l
正三角形布置
正方形布置
图4-3-2 竖井排列形式
4) 井间距 l 的确定 l可根据地基土的固结特性和预定时间内所要求达到的固结度确定。
间距l可按井径比n 选用 (n=de/ dw ,de:有效排水直径;dw:竖井直径, 塑料排水带取dw=dp ,亦即取竖井直径dw为当量核算直径dp ).
具体步骤:
1) 利用地基的天然抗剪强度Cu 计算第一级容许施加的荷载P1。对 长条梯形填土,可根据Fellenius公式估算,即 P1 =5.52Cu/K。
2) 排水井的直径确定

浅谈动力排水固结法处理沿海地区码头软弱地基技术_刘宏

浅谈动力排水固结法处理沿海地区码头软弱地基技术_刘宏
3)夯击击数及遍数
ω �h /10 (1) H = α ω h /10 式中 : H 为加固深度(m), ω 为锤重(kN) ,h 为落距(m) , α 为修正系数 , 沿海地区码头取 α=0.4 较为合理。 式中: H 为加固深度(m), ω 为锤重(kN) , h 为落距(m) , α 为修正系数,沿 2)最佳夯击能 海地区码头取 α = 0.4 较为合理。 最佳夯击能是指在某—夯击能作用下 , 地基中出现的孔隙水 2)最佳夯击能 压力达到土的覆盖压力时的夯击能 , 通过对试验数据进行分析 , 最佳夯击能是指在某 —夯击能作用下,地基中出现的孔隙水压力达到土的覆盖 综合反映夯点数量及布置、间距、夯击遍数和各遍的施工时间间 隔等施工技术参数可用单位面积平均夯击能 E3 表示 : 压力时的夯击能,通过对试验数据进行分析,综合反映夯点数量及布置、间距、夯
的间歇时间和夯点布置等内容。
动力排水固结法的设计、施工步骤如图 2 所示: 2 所示 : 动力排水固结法的设计、施工步骤如图
地下传播,当这部分能量释放在需要加固的土层上时,土体就得到了加
3.4 参数确定 3.4 参数确定 水固结法先是利用强大的夯击能破坏原有的软弱土体结构,经过一段时
3 动力排水固结法的设计
剪 切 窗
+
压 缩 波
+
2 地基处理的目的
由于港口码头工程与一般的工业与民用建筑工程中所涉及的 地基处理问题相比 , 它具有规模大、投资高的特点 , 并且随着装 卸的大型化、港口码头的现代化 , 对码头地基承载力提出了新的 要求。若不进行地基处理 , 必定严重影响码头的安全使用 , 而且 对码头建设工程的质量、工期和造价也将产生很大的影响。码头 地基处理主要包括以下 4 个方面的内容 : 提高地基的抗剪强度及 承载力 ; 减少工后沉降 ; 改善地基的动力特性 ; 改善透水特性。

地基处理第八章排水固结法

地基处理第八章排水固结法

02
预压荷载大小应根据设计要求确定。对于沉降有严格限制的建筑,应采用超载预压法处理,超载量大小应根据预压时间内要求完成的变形量通过计算确定,并宜使预压荷载下受压土层各点的有效竖向应力大于建筑物荷载引起的相应点的附加应力。预压荷载顶面的范围应等于或大于建筑物基础外缘所包围的范围。
加载速率应根据地基土的强度确定。当天然地基土的强度满足预压荷载下地基的稳定性要求时,可一次性加载,否则应分级逐渐加载,待前期预压荷载下地基土的强度增长满足下一级荷载下地基的稳定性要求时方可加载。
计算预压荷载下饱和粘性土地基中某点的抗剪强度时,应考虑土体原来的固结状态。对正常固结饱和粘性土地基,某点某一时间的抗剪强度可按下式计算: τft= τf 0 +⊿σz·Uttancu 式中 τft — t 时刻,该点土的抗剪强度 (kPa); τf 0 —地基土的天然抗剪强度 (kPa); ⊿σz —预压荷载引起的该点的附加竖向应力 (kPa); Ut —该点土的固结度; cu —三轴固结不排水压缩试验求得的土的内摩擦角 ( 0);
02
真空预压区边缘应大于建筑物基础轮廓线,每边增加量不得小于 3 0m。每块预压面积宜尽可能大且呈方形。
03
真空预压的膜下真空度应稳定地保持在650mmHg以上,且应均匀分布,竖井深度范围内土层的平均固结度应大于 90%。
04
04
03
01
02
当建筑物的荷载超过真空预压的压力,且建筑物对地基变形有严格要求时,可采用真空—堆载联合预压法,其总压力宜超过建筑物的荷载。
降低地下水位法是利用井点抽水降低地下水位以增加土的有效应力,从而达到加速固结的目的。降水法最适用于砂性和软粘土层中存在砂或粉土的情况。
电渗法是在土中插入金属电极并通过以直流电,使土中水分由阳极流向阴极。如将阳极积集的水排除,土体中孔隙水就会减少,有效应力增大导致沉降固结。

动力排水固结加固软土地基技术分析

动力排水固结加固软土地基技术分析

动力排水固结加固软土地基技术分析摘要:动力排水固结加固软土地基技术是一种先进行排水系统的铺设,接着实行堆载预压,最后再进行强夯的复合型软土地基处理方法,这种方法在处理含水量和压缩性高的软土地基工程施工方面,具有工程造价低、工程工期短、安全可靠、效果良好的优点。

本文将在结合某地基础工程软土地基施工过程的基础上,分析动力排水固结法在加固基础工程软土地基处理方面的具体运用。

关键词:动力排水固结法;加固;软土地基;技术动力排水固结法概念的产生主要是基于对动力固结法的改进和补充,它主要是针对软土的结构特性、运用动力排水固结对软土地基加固的原理,再结合动力固结法的基本方法而产生的。

动力固结法无法解决的对高饱和度粘性土,特别是淤泥和淤泥质土这些渗透性不高,含水量很高的的土质构成的软土地基的处理,动力排水固结法就可以在很大程度上实现,可以减小对软土结构的破坏,降低强夯时产生的孔隙水压力,从而起到对软土地基加固的目的。

1动力排水固结法加固软土地基的基本原理为了改善软土地基的排水边界条件,动力排水固结法在加固软土地基时,就要把排水体铺设在工程的软土中,常见的排水体主要有:袋装沙井、砂垫层以及塑料排水板。

为了更好地产生堆载静压的效果和防止铺设夯击时,对软土地基的结构造成直接性的破坏,需要把一定量和一定厚度的土层填埋在砂垫层上。

同时为了能够使高强度的孔隙水压力在软土地基上形成,在强度夯击时,就需要借助竖向排水体向土层更深处传递夯击形成的强大动应力。

因为在强度夯击动应力作用下会有水力劈裂的现象发生,再结合在软土地基中铺设的竖向排水体,这样动,静荷载就会有效地联合起作用,使得在不长的时间里孔隙水压力就可以完全消散,在此基础上,合理应力也会随之加强,相应地,土层固体的强度逐渐增强,就可以实现对工程软土地基的加固[1]。

2动力排水固结法在基础工程软土地基施工中的运用分析下文主要结合某地基础工程施工中运用动力排水固结法对工程软土地基进行加固的过程,分析和探究动力排水固结法的实际施工技术和施工时应该注意的事项。

动力排水固结法在滨海相软土路基处理中的应用

动力排水固结法在滨海相软土路基处理中的应用

动力排水固结法在滨海相软土路基处理中的应用动力排水固结法是一种重要的软土路基处理技术,特别适用于滨海相地区道路的建设。

该技术通过利用水压力来提高土壤的承载力,从而改善软土路基的稳定性。

本文将从以下几个方面分析动力排水固结法在滨海相软土路基处理中的应用。

一、技术原理动力排水固结法主要包括以下步骤:首先,在软土路基下方打开一定数量和间距的孔洞;然后,通过高压水射流将孔洞内的土层排入周围的土层中,从而形成了一个排水孔隙体。

此时,由于土层塑性变形的特点,土层中的水压力会向排水孔隙体周围的土层传递,从而使周围土层承受水的压力。

最终,土层中的有效应力得以增加,土壤的承载能力得到了提高。

二、适用范围动力排水固结法主要适用于软土路基的处理。

尤其是在滨海相地区,由于土层深度较浅,土体的压缩性较大,所以采用动力排水固结法进行软土路基处理可以显著地提高其承载能力。

此外,动力排水固结法还适用于其他软土地区的路基工程和建筑承载力处理。

三、优点和局限性动力排水固结法有以下两个主要优点:1.效果显著:动力排水固结法采用水压力来提高土壤的承载力,相比于其他传统的路基处理方法,效果更为显著。

2.工序简单:相比于其他土工处理方法,动力排水固结法工序较为简单,可以节省工期和人工成本。

但是,动力排水固结法也存在以下几个局限性:1.处理深度受限制:由于动力排水固结法需要在软土层下方钻孔,处理深度较深的土壤较为困难。

2.不适用于岩石层:由于岩石层的承载能力较高,即使进行了动力排水固结法的处理,其效果也有限。

3.投资成本较高:相比于其他处理方法,动力排水固结法的投资成本较高。

四、实践案例目前,动力排水固结法已经成为滨海相软土路基处理的主要方法之一。

例如,在南京沿江高速公路的建设中,采用了动力排水固结法处理了路基下的软土,从而提高了路基的承载能力。

此外,在河北秦皇岛的城市路桥工程中,也采用了动力排水固结法进行软土路基的加固处理。

五、总结综上所述,动力排水固结法是一种行之有效的软土路基处理方法,特别适用于滨海相地区的道路建设。

排水固结法加固原理是什么

排水固结法加固原理是什么

排水固结法加固原理是什么一、排水系统复修机理根据太沙基固结理论固结时间与排水距离的平方差值,缩短排水距离可大大缩短固结时间。

在地基中设置砂垫层及砂井等的目的就是为了增加途径,缩短排水距离,从而排水加快懦弱土层的排水固结。

(一)瞬间均质加荷条件下固结度计算对于在土层内设置了砂井等竖向排水体的地基,它在荷载作用下,地基的固结属于三维固结中的轴对称问题。

求解地基的均质度时,先分别求解在指定时间内地基垂直向固结度和水平向固结度,然后加以综合得出地基的总固结度。

1、竖向平均固结度Uz可按太沙基固结理论计算。

如果主要考虑逐级加荷,则时间t从加荷历时的一半起算。

2、根据Barron的平均解法计算谐振平均固结度Ur式中TH——水平向母洪氏时间因数,CH——水平固结系数,KH——水平渗透系数(cm/s)F——与n有关的系数,n——井径比,n=de/dw,一般取为4~12。

3.砂井的日均固结度为4.影响砂井固结度的因素(1)若软粘土层较厚,砂井未能打穿软土层,应主要考虑其对固结度的影响;(2)砂井中的砂料对渗流有阻力,会产生水头损失,应考虑井阻作用。

(3)采用机械施工方式,会对周围土产生振荡,对井壁产生涂抹作用而降低径向渗透性。

(二)逐渐加荷条件下让地基固结度的计算式中qi——第i级压差的加荷速率;∑△p——党政荷载的累加值;Ti-1、Ti——分别为第i级荷载加载的起始和终止时间(从零点起算),当计算第i级荷载等速加荷过程中时间t的固结度时,则Ti改用t。

二、加压系统(一)堆载预压加固机理堆载预压法是在建筑物施工前,在地基表面分级堆土或加其它荷重,使地基土压密、沉降、固结,待达到预定的强度形变标准后再强度卸载,建造建(构)筑物。

从而地基强度和减少建筑物建成后的沉降量。

加固机理1——减小地基工后渗水:初次加载曲线,在外加荷载△σ′=σ1′-σ0′作用下,土样孔隙比变小了△e;卸荷再压缩之后,孔隙比减小量为△e′,远小于△e,表明大部分稀释变形(△e-△e′)都在预先施压过程中消除了。

静动力排水固结法在软弱地基处理中的应

静动力排水固结法在软弱地基处理中的应

静动力排水固结法在软弱地基处理中的应用摘要:目前,我国动力固结法及静力排水固结法地基加固技术都已较为成熟,但仍存在较多不足之处。

针对以上两种地基加固法的缺点,介绍了静动力排水固结加固法地基的新方法,探讨了该方法在软土地基加固中的特点,工程应用、方案设计,并对该方法加固软土地基的效果进行了简要的分析。

关键词:静动力排水固结法,软土地基,加固效果1.静动力排水固结法的基本原理当土体受到夯击时,在强大的冲击能量作用下,土体被压缩,土体中的气体体积减少,孔隙水压力增大,同时夯击点周围的土体出现裂缝,致使土体的渗透性能发生变化,在超孔隙水压力作用下,气体和孔隙水沿着这些裂缝排除土体。

但是,由于这些裂缝并不是规则和连续贯通的,因而气体和孔隙水的排出并非很畅通。

通过设置水平排水体系,并设置竖向排水体系,土层在适量的静力,变化的动力荷载及其持续的后效力的超载作用下,形成孔隙水高压力梯度,孔隙水不断排出,空隙体积减少,有效应力增加,土的抗剪强度不断提高,孔隙比也逐渐减小,工后沉降大大降低,地基土成为超固结土,从而达到了软基加固目的。

2.静动力排水故结法的特点该方法处理后的低级可大大提高地基承载力,有效防止低级工后沉降及不均匀沉降造成的各种危害并充分发挥地基土自身的作用。

由于软粘土的结构性和孔隙水存在可活动粒子,故在强夯荷载作用下,软粘土孔隙水压上升高、消散慢,尤其是上部土地结构严重破坏时,扰乱了排水途径,渗透性大幅度下降,孔隙水压消散极慢而接近橡皮土状态。

另外,软粘土地基要求在动力作用下完成主固结,以免工程完成后出现过大的剩余沉降。

可用地基的有效加固深度作为判断是否完成固结沉降标准,当有效深度大于软土层厚度时,或大于工程影响深度时可认为完成主固结沉降。

于是在软粘土的夯击机理中,必须同时考虑如何消散孔压和增加加固深度两点,然而两者所有矛盾,如增加加固深度,要求增加能量,而增加能量就会增大孔压,且土体结构易于破坏,渗透性大幅度下降而至孔压消散慢、解决这对矛盾正是动力排水固结法的加固特点。

地基处理第八章排水固结法模版课件

地基处理第八章排水固结法模版课件
加速地基的固结过程。
塑料排水带一般采用聚乙烯或聚 丙烯等材料制成,宽度通常为 10~20cm,厚度为3~4mm。
塑料排水固结法适用于处理淤泥 、沼泽等软弱地基,具有排水效
果好、施工方便等优点。
真空预压排水固结法
01
真空预压排水固结法是通过在地基上设置砂垫层,并在砂垫层上覆盖一层密封膜 ,利用真空泵将膜内的空气抽出,形成负压,使土层中的水分被排出,加速地基 的固结过程。
历史与发展
历史
排水固结法起源于20世纪初,经过多年的研究和实践,其理论和技术不断完善 和发展。
发展
随着科技的进步和工程实践的积累,排水固结法的理论和技术不断得到改进和 创新,如采用新型排水材料、优化排水通道设计等,使其在地基处理中得到更 广泛的应用。
02
排水固结法分类与技术特点
Chapter
砂井排水固结法
优化调整
根据监测结果,对施工方 案进行优化调整,提高排 水固结法的实施效果和安 全性。
04
排水固结法案例分析
Chapter
某住宅楼工程案例
总结词:成功应用
详细描述:该案例展示了排水固结法在住宅楼工程中的成功应用。通过合理的排 水设计和固结处理,有效解决了地基沉降和稳定性问题,提高了住宅楼的安全性 和使用寿命。
结法则适用于处理大面积的软弱土地基。
03
效果
桩基具有较高的承载力和稳定性,但施工成本较高,且可能对周围环境
造成影响。排水固结法则成本较低,且对环境影响较小,但处理时间较
长。
06
排水固结法的优缺点与展望
Chapter
优点
经济性
排水固结法通常比其他地基处理方法成本更低,因为它利用了天 然土壤的排水性能,减少了工程材料的消耗。

静动力排水固结法在软弱地基处理中的应

静动力排水固结法在软弱地基处理中的应

静动力排水固结法在软弱地基处理中的应静动力排水固结法是一种在软弱地基处理中广泛使用的新技术。

它可以通过在软弱地基中引入高压水流来改变地基土的结构,从而增加地基的稳定性和承载能力。

本文将探讨静动力排水固结法的原理、优点和局限性,以及其在实际工程中的应用。

1. 静动力排水固结法的原理静动力排水固结法是在浅层土壤中利用水力载荷(静水压力)和重力载荷(地球重力)同时作用的一种地基加固方法。

该方法采用高压水流注入地基土层中,通过水流的生态作用,将软弱土壤粘结成坚固的地基结构。

具体来说,静动力排水固结法包括以下过程:(1)找到工程区域的承载力不足的区域,作为加固目标。

(2)在地表上钻孔,并将高压水流通过钻孔输送到地下。

(3)土壤中的水流受到土层颗粒摩擦力的阻碍,将土壤中的空隙填充,然后高压水流通过排水管排出系统。

(4)土壤中的水分和空隙被逐渐排出,导致土壤体积减少,地基下沉。

由于高压水流的作用,微观颗粒平衡发生变化,土壤颗粒之间形成新的联系,土壤体动力学合一,达到加固的目的。

由于静动力排水固结法是利用水的冲击力和排水作用来改变地基土壤结构的,因此对于软弱、松散、水含量较高的土壤,特别有效。

2. 静动力排水固结法的优点与传统地基加固方法相比,静动力排水固结法具有以下几个优点:(1)适用性强:静动力排水固结法适用于各种软弱地基条件,特别适用于低承载力的地基、塘泊边坡、高速公路边坡、水利工程等复杂地质条件下的工程,而传统的地基加固方法往往需要其他一些更复杂的加固手段。

(2)效率高:静动力排水固结法的施工速度快,一般几天到几周即可完成施工。

另外,由于是利用高压水流来改变地基土壤结构,因此施工时不会产生噪音、振动等影响周围环境的问题。

(3)成本低:静动力排水固结法的成本相对较低。

与传统的地基处理方法相比,它不需要大量使用混凝土、钢筋等材料,因此更具经济性。

3. 静动力排水固结法的局限性静动力排水固结法也有一些局限性。

动力排水固结法处理软弱地基

动力排水固结法处理软弱地基

动力排水固结法处理软弱地基李彰明冯遗兴1 动力排水固结法特点及工艺流程动力排水固结法新技术的基本特点为:根据场地条件、工程情况与技术要求进行排水体系设计,视需要设置水平排水体(一般情况下即铺设砂垫层,是否设置盲沟及集水井则视具体情况决定)与竖向排水体(可根据当地砂价来选用塑料排水板、砂袋或打设砂井),然后根据交工面高程填土至预定位置,再进行动力夯击;利用逐遍增大的动力荷载(这种夯击能由小至大的加载方式与传统的强夯法截然不同)及填土静载促使软土加速排水固结,排出的孔隙水经塑料排水板或砂井向上排至砂垫层,再排至指定位置或经盲沟汇集于集水井,用水泵外排。

由于动载的多次作用及排水条件的改善,软土之上的人工水平排水体及上覆土层又使动载作用产生的附加压力保持一定时间,促使软土地基中孔隙水快速消散且不断地排出,地基强度则不断提高。

一般而言,动力排水固结法在工期上要比堆载预压法短,在造价上要比块石强夯法、粉喷桩法低,在使用范围上要比传统的强夯法宽。

该法主要工艺流程如下:排除积水、整平场地→定位放线、工前检测→设置水平与竖向排水体、监测→填土、监测→多遍强夯、监测→推平碾压、工后检测→竣工技术报告。

2 质量控制采用信息化施工,以确保质量。

信息主要来源于两方面:①施工过程中各道工序、各工段出现的信息;②检测与监测所得的资料,是指导施工、了解实际处理效果最宝贵的信息。

为此,应做好如下工作:(1)作好施工现场记录。

(2)加强检测与监测工作。

检测主要是指触探与十字板剪切试验、土样物理性质试验;监测主要是指施工过程中孔隙水压力与分层沉降的现场观测。

(3)派专业人员到现场了解情况,指导工作,根据反馈的信息及时调整工艺参数甚至工艺流程。

3 工程应用实例3.1工程概况拟建道路为深圳城市次干道路之一,位于珠江口与滨海交汇地带。

路段的原始地貌为滨海潮间带,后经人工改造为鱼塘,塘埂顶高程为2.5~3.0m,塘底标高为0.68~-0.34m。

排水固结法工作原理8

排水固结法工作原理8

排水固结法工作原理动力排水固结法是强夯法与传统排水固结法相结台的加固软土地基的一种新技术。

强夯法是法国IHenard1969年首创的方法,7O年代末传入我国。

它是甩几十吨重锤从高处自由落F,反复多次夯击地面,其强大的夯击力在地基中产生高应力和振动,H夯击点发出的}申击波传到土层深处,使浅层和深层得到不同程度的加固。

经强夯后地基承载力可提高2~5倍,压缩性可降低200~500%。

冲击渡分面波和体波.面渡对表层土起扰动怍用:悻谴包括纵波(压嫱波)和横渡(剪切波),使一定辣鹰的j一罢产生压密和沉降。

对于饱和的粉土司粘性土地基,如动力加载和卸载阶段所形成的最大隙水征力可:能使土体开裂.孔隙水未能迅速排走,I!fJ孔隙水压力很大,土体结构已技找动,父没有条件排水固结,土颗粒间的触变条件恢复叉较慢,这种情况下,不但不能使粘土加固,反而降低了粘性土的抗剪强度,增大的压缩性。

因此,对饱和粘性土用一般强夯法加固难以取得满意效果。

传统排水固结法是地基上预加静截.土壤中设置排水体,加速地基固结和强度增长.使地基沉降提前完成.但预载工作量大.固结时间长。

本方法是既用动力叉用人工排水。

它在软基上设置竖向和水平排水体.使软土中的水可迅速排出;强大的冲击力使地基产生塑性变形,造成地基中的总应力很高,迫捷孔隙水排出;振动波使软土中产生礅裂:l皮而成为孔隙水迅速排出的通道,即使很深厚的淤泥屡.其底板附近都会发现拉伸微裂纹.竖向排水体藏工时所产生的扰动圈及涂抹效应也固徽裂纹的出现而减步。

因此,土中孔隙水的流动不仅仅是层流,在主要加固区往,庄是紊流,甚至通过竖向排水体排到近地表时都会呈泉水喷涌现象。

排水固结速率比静力排水固结法要高几个数量级.大大缩短固结时间。

井且可以通过加载一一固结——再加载——再固结⋯⋯多次作用而达到不同的工程要求。

与一般强夯法相比,额方法又:独特的工艺,特别是规定只使用有效夯能(使土产生压密和固结作用).不使用。

动力排水固结法处理沿海地区码头软弱地基技术

动力排水固结法处理沿海地区码头软弱地基技术

浅谈动力排水固结法处理沿海地区码头软弱地基技术摘要本文针对沿海地区码头地基处理的难题,阐述了其地理处理的目的,简要介绍了动力排水固结法处理沿海码头的特点、加固机理、设计施工步骤及参数的确定,并列举了地基处理过程中的施工监测方法及工后检测试验。

关键词港口码头;地基处理;动力排水固结法中图分类号u656.1 文献标识码a 文章编号 1674-6708(2011)45-0173-030 引言近年来,随着我国经济的迅速发展,许多沿海和江岸码头工程建设规模也日益扩大,在码头工程建设中遇到越来越多的软土地基或吹填土地基问题。

而现代码头的堆场、道路、仓库、油罐及大型机械设备基础等对地基的要求也越来越高,地基处理已成为沿海地区码头建设必不可少的部分。

而动力排水固结法适用于含水量高、压缩性大、工程性质差的软土地基,对饱和淤泥质砂土的效果尤为明显。

该法施工工期短,且其经济效益明显,广泛应用于港口码头的堆场、仓库、油罐、道路等地基处理工程。

1 沿海地区码头的地基处理难题沿海地区码头多为地质条件复杂的土层或为吹填土,其具有高压缩性、高孔隙比、高灵敏度、低承载力、低强度等特点,这给码头的建设带来很大的难题。

这些难题主要可以归结为以下四个方面:地基承载力和稳定性问题;沉降、水平位移及不均匀沉降问题;渗透破坏;动荷载下的地基液化、失稳和震陷。

2 地基处理的目的由于港口码头工程与一般的工业与民用建筑工程中所涉及的地基处理问题相比,它具有规模大、投资高的特点,并且随着装卸的大型化、港口码头的现代化,对码头地基承载力提出了新的要求。

若不进行地基处理,必定严重影响码头的安全使用,而且对码头建设工程的质量、工期和造价也将产生很大的影响。

码头地基处理主要包括以下4个方面的内容:提高地基的抗剪强度及承载力;减少工后沉降;改善地基的动力特性;改善透水特性。

3 动力排水固结法的设计3.1 动力排水固结法的特点动力排水固结法是在强夯法的基础上发展起来的,该法先在软土地基设置竖向和水平向排水系统,以一定的时间间隔施加冲击动应力,形成超孔隙水压力,超孔隙水压力通过设置的排水系统快速排出,使有效应力增加,快速实现软土地基的固结。

排水固结法在公路工程软基施工中的探讨

排水固结法在公路工程软基施工中的探讨

排水固结法在公路工程软基施工中的探讨作者:马俊卢芳芳来源:《科学与财富》2017年第27期摘要:作为国民经济增长的基础工程,随着我国公路事业发展建设要求的不断地提高,排水固结法在公路工程软基处理得到了广泛地应用,其施工工艺选择的科学性、合理性将直接关系着整个工程的质量,关系到人们的生命安全。

本文主要对公路工程软土路基施工中排水固结法的原理、施工流程及质量控制进行了分析与探究。

关键词:排水固结法;软土路基;施工流程;加固原理一、排水固结法加固原理排水固结法是对天然地基,或先在地基中设置砂井(袋装砂井或塑料排水带)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上先行加载预压,使土体中的孔隙水排出,逐渐固结,地基发生沉降,同时强度逐步提高的方法。

排水固结的原理是地基在荷载作用下,通过布置竖向排水井(砂井或塑料排水袋等),使土中的孔隙水被慢慢排出,孔隙比减小,地基发生固结变形,地基土的强度逐渐增长。

排水固结法主要用于解决地基的沉降和稳定问题。

为了加速固结,最有效的办法就是在天然土层中增加排水途径,缩短排水距离,设置竖向排水井(砂井或塑料排水袋),以加速地基的固结,缩短预压工程的预压期,使其在短时期内达到较好的固结效果,使沉降提前完成;并加速地基土抗剪强度的增长,使地基承载力提高的速率始终大于施工荷载增长的速率,以保证地基的稳定性。

二、软土路基中排水固结法的流程1、砂垫层施工砂垫层的功能就是在预压施工中,从土体进入垫层的渗透水快速排出,达到土层固结的作用。

砂垫层质量将对加固效果与预压时间起到决定性的作用。

选用级配相应的中粗砂,作为砂垫层材料,可确保砂垫层具有良好的渗透性。

在施工应用中,应确保其含泥量在5%以下,不能混入杂质与有机质。

在确定砂垫层厚度时,应及时排出土层内的渗透水,一般控制在30厘米到50厘米之间,可以起到持力层的作用。

2、袋装砂井施工砂井(直径30到50厘米)、袋装砂井(7到12厘米)及塑料排水板是构成竖向排水体的主要组成部分。

静动力排水固结法在软土地基加固中的应用

静动力排水固结法在软土地基加固中的应用

静动力排水固结法在软土地基加固中的应用摘要:目前,我国动力固结法及静力排水固结法地基加固技术都已较为成熟,但仍存在较多不足之处。

针对以上两种地基加固法的缺点,介绍了静动力排水固结加固软土地基的新方法,探讨了该方法在软土地基加固中的特点、工程应用、方案设计,并对该方法加固软土地基的效果进行了简要的分析。

关键词:静动力排水固结法;软土地基;加固效果1 静动力排水固结法1.1 静动力排水固结法的基本原理静动力排水固结法的施工工艺是结合了排水固结法和强夯法,但其原理却不是简单的排水固结法和强夯法的结合。

其思路是利用强夯的动力在软粘土中形成超孔隙水压力,然后在排水体系的作用下快速排水,提高土的有效应力,加速固结,在土体浅层形成足够承载力的硬壳层。

1.2 静动力排水固结法的特点通过静动力排水固结法处理地基可极大地提高地基承载力,可有效减小地基工后沉降及不均匀沉降导致的各种危害。

该方法可在地基处理后充分发挥地基材料本身的性能和作用,无环境污染。

在一定条件下较常用地基处理方法(如各类桩基、超载/真空预压)成本更低,更具有施工速度快、工后沉降小、不均匀沉降小等优点。

静动力排水固结法通过提升软黏土的渗透性,增加了孔隙水的消散通道,避免了单纯强夯法无法加固饱和软黏土地基的不足,并克服了强夯法不能有效排除软土中的超孔隙水压力的缺点;同时简化了传统排水固结法中复杂的加压排水系统,在较短的施工时间内完成大部分主固结沉降,并减少了次固结沉降,较排水固结法极大地缩短了工期,在中浅层地基加固中有良好的效果。

2 实验案例2.1 实验场地概况上海某岛屿吹填造地工程挡潮排涝闸基础为新吹填软土,经简单处理及短时沉降后浅层主要为粘性土、粉土及砂土,一般呈水平层理分布,土层的主要参数如表1。

2.2 软基加固方案(1)竖向排水体系竖向排水体系可采用袋装砂井或塑料排水板。

对于静动力排水固结法,塑料排水板更加适用,一是施打快速,可快速完成大面积排水系统布设,二是抗弯能力强,不易折断,可较好避免因施加动载折断或破裂而失去透水性能的事故,三是静力施打对新吹填软土扰动小,排水效果好。

动力排水固结法在某公路软土路基处理中的应用

动力排水固结法在某公路软土路基处理中的应用

动力排水固结法在某公路软土路基处理中的应用一、前言软土路基是公路建设中常见的地质问题,其工程性质不稳定,易于发生沉降、变形等问题,给道路的使用和维护带来了很大的困难。

因此,在公路建设中,软土路基的处理是一个非常重要的环节。

动力排水固结法作为一种新型的处理方法,在某些情况下可以有效地解决软土路基问题。

二、动力排水固结法概述动力排水固结法是一种利用高压水流对软土进行加固处理的方法。

具体来说,该方法通过在软土中注入高压水流,将其中的空气和水分排出,从而使得软土颗粒之间产生了更紧密的结合作用,并且增加了软土自身的强度和稳定性。

该方法具有操作简便、效果显著等优点。

三、某公路软土路基处理实例1. 工程背景某公路项目位于湖南省郴州市宜章县境内,由于地处山区且降雨量较大,所以该项目存在着较为严重的软土路基问题。

经过初步勘察和分析后,工程师们决定采用动力排水固结法对该路基进行处理。

2. 工程步骤(1)现场勘察和测量:在进行处理之前,工程师们首先对现场进行了详细的勘察和测量。

通过测量软土的密度、含水量等参数,确定了注水压力和注水时间等关键参数。

(2)设备调试:为了保证处理效果,工程师们对动力排水固结设备进行了调试。

具体来说,他们检查了设备的各项参数,并且测试了其喷水效果。

(3)施工操作:在完成前两个步骤之后,工程师们开始进行施工操作。

首先,他们利用挖掘机将路基表层土壤挖掉,并且清理干净路基表面。

然后,他们将动力排水固结设备安装在路基上,并且开始注入高压水流。

整个施工过程持续了大约5天时间。

(4)效果评估:在施工完成之后,工程师们对处理效果进行了评估。

通过测量软土的密度、含水量等参数,发现软土的强度得到了显著提高,并且沉降情况得到了有效地控制。

四、总结动力排水固结法是一种非常有效的软土路基处理方法。

在某些情况下,通过使用该方法可以有效地提高软土的强度和稳定性,从而解决路基沉降等问题。

在实际操作中,需要注意现场勘察和测量、设备调试等关键环节,以确保处理效果的最大化。

第4章排水固结法ppt课件

第4章排水固结法ppt课件

真空预压法示意图
真空预压法
抽真空设备 真空压力表
出膜管
双层薄膜
一层土工布 双层真空薄膜 中粗砂垫层及抽真空管道
集水沟
抽真空滤管 淤泥
边坡开挖线 塑料排水板或袋装砂井
粘土
深圳河真空预压加固软基示意图
(3) 降水预压加固机理
降水预压法是借助于井点抽水降低地下水位, 以增加土的有效自重应力,从而达到预压的目的。
适用范围
适用于处理各类淤泥、淤泥质土及冲填土等饱和 粘性土地基。
砂井法特别适用于存在连续薄砂层的地基。但砂 井只能加速主固结而不能减少次固结,对有机质 土和泥炭等次固结土,不宜只采用砂井法。克服 次固结可利用超载的方法。
真空预压法适用于能在加固区形成(包括采取措施 后形成)稳定负压边界条件的软土地基。降低地下 水位法、真空预压法和电渗法由于不增加剪应力 ,地基不会产生剪切破坏,所以它适用于很软弱 的粘土地基。
(2)砂井深度 主要根据土层的分布、地基中附加应力大小、
施工期限和条件及地基稳定性等因素确定。一 般为10~25m。 (3)砂井排列 砂井在平面上可布置成正三角形(梅花形), 以正三角形排列较为紧凑和有效。在实际进行 固结计算时,由于多边形作为边界条件求解很 困难,巴隆建议每个砂井的影响范围由多边形 改为由面积与多边形面积相等的圆来求解。
荷载开始施加的时间。
4 根据第二步所得到的地基强度cu1计算
第二级所能施加的荷载p2。 p2可近似地
按下式估算:
p2
5.52cu1 K
同样,求出在 p2 作用下地基固结度达70 %时的强度以及所需要的时间,然后计
算第三级所能施加的荷载,依次可计算
出以后的各级荷载和停歇时间。
5 按以上步骤确定的加荷计划进行每一 级荷载下地基的稳定性验算。如稳定性 不满足要求,则调整加荷计划。
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第25卷第4期 岩 土 力 学 V ol.25 No.4 2004年4月 Rock and Soil Mechanics Apr. 2004收稿日期:2003-07-24作者简介:雷学文,男,博士,副教授,主要从事岩土力学与岩土工程方面的教学和科研工作。

文章编号:1000-7598-(2004) 04-0637-04动力排水固结法的加固机理及工艺特征雷学文1,白世伟2,孟庆山2 (1.武汉科技大学,武汉,430070;2.中国科学院武汉岩土力学研究所, 武汉,430071)摘 要:在分析动力排水固结法加固软粘土地基的机理和特点的基础上,提出了适用于处理软粘土地基的动力排水固结法施工工艺。

关 键 词:动力排水固结法;加固机理;工艺特征 中图分类号:TV 472.3+1 文献标识码:AMechanism and technology characteristics ofdynamic consolidation by drainageLEI Xue-wen 1, BAI Shi-wei 2, MENG Qing-shan 2(1.Wuhan University of Science and Technology, Wuhan 430070, China;2. Institute of Rock and Soil Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Wuhan 430071, China)Abstract: Based on analyzing the mechanism and characteristics of the dynamic consolidation by drainage (DCD) for soft clay foundation, a DCD construction technology suitable for soft clay foundation is proposed. Key words: dynamic consolidation by drainage; mechanism; technology characteristics1 概 述目前的研究及多项成功的工程实例[1,2]表明,只要方法合适,采用强夯法和排水固结法二者结合的动力排水固结法[3]加固饱和软粘土地基,可以达到预期的加固效果。

然而,目前应用该项技术处理软粘土地基仍停留在经验设计阶段,如先行小范围现场试验寻求设计计算参数和施工工艺,然后进行正式施工,尚无一套成熟的设计计算理论和方法。

于是,研究动力排水固结法的加固机理,揭示该法的一些基本规律,探寻该法加固软粘土的合理施工工艺具有重大意义。

关于软粘土的强夯加固机理,Ménard 提出的动力固结模型具有一定的意义,但他对软粘土在强夯作用下渗透系数的变化以及强夯作用后软粘土的触变机理,只做了宏观的解释,而未做进一步深入的探讨。

最近,郑颖人院士等人[4]作出了较大贡献,他们以某工程地基强夯加固为例研究了其加固机理,并探讨了其工艺特点,所得成果具有较大的理论意义和实际意义。

但他们研究的工程实例其地基条件是填土层较薄,若遇填土层较厚或厚薄不均且淤泥层也厚薄不均等复杂情况,其加固机理和加固效应将会更为复杂,这就需要我们去进一步研究和探索。

通过分析文献资料,并结合我们所做的现场试验研究[5,6]和数值模拟分析[7],我们对动力排水固结法的加固机理和工艺特征进行了新的探讨。

2 动力排水固结法的加固机理探讨2.1 天然软粘土的工程特性要研究动力排水固结法加固软粘土地基的机理,首先必须对软粘土的工程特性有一正确的认识。

过去对软粘土的工程特性的认识主要来源于对重塑粘土特性的研究,几十年来,由重塑粘土研究中形成的一系列概念广为流传。

然而,由于天然软粘土的结构特征是普遍存在、不容忽视的,故以前所得的认识并不符合实际。

沈珠江院士[8]通过对天然软土结构性的深入研究,指出天然软土具有下列特性: (1)天然软土的孔隙比往往要比同一垂直压力下重塑土的孔隙比高出0.2~0.4。

软粘土的这一特岩 土 力 学 2004年 点与其缓慢沉积过程中颗粒接触点形成一定的胶结从而阻止其进一步压密有关。

(2)天然软土多具有架空的结构,大孔隙之间形成透水通道,因此在高孔隙比的同时必然具有较强的透水性。

在结构破坏以前,天然软土的固结系数可以达到同样条件下重塑土的10~15倍;而天然软土的渗透系数可能达到重塑土的2~4倍。

(3)天然软土压缩曲线的初始段是很平缓的,当压力超过某一pc σ值时出现陡降段,并向重塑土的压缩曲线靠近。

(4)天然软土的剪切曲线在围压等于pc σ前后也有明显的转折,其原因显然与围压小时结构强度保持完好,而围压大时结构被破坏有关。

由此可见,我们在用动力排水固结法处理软土地基时,必须充分注意天然软土的结构性,关于这一点,刘祖德教授于1995年在“关于动力排水固结法及其在深圳宝安新城道路淤泥地基处理中应用的咨询意见”就已指出:“对渗透系数很低(<1×10-7 cm/s )而灵敏度极高的软弱淤泥层表面设有较厚砂石填方,强夯对浅层淤泥不加以彻底的扰动揉搓,以保持淤泥土体内某些可靠的微结构(Reliable Micro-structure ),而代之以施夯动力固结,使经典意义上的动力固结作用得到充分发挥(即动力八面体压缩应力d oct )(σ下,孔压的附加增长d u ∆明显,消散过程中土固结得更彻底,相当于较大的超载预压;相反的动力八面体偏应力d oct )(τ和偏应变尽量减少其增幅),其结果必然导致土固结增多增快,而剪切扰动触变增强作用受到削弱的积极效果。

”郑颖人院士等[9]通过某工程地基强夯现场试验研究也证实:软粘土具有结构性和结构强度,在土结构破坏后,其渗透性大幅度降低。

我们在某港口仓库地基处理工程的现场试验中也得出了同样的结果[10]。

2.2 软粘土强夯加固机理探讨首先从微观方面看, Hansbo [11]提出:在他所做的粘土试验研究中发现孔隙水中存在着可活动粒子。

由此可见,如果对软粘土施以适当动能将会激活这些可活动粒子,从而使土体结合水变成自由水。

而动力排水固结法可以大面积地、大深度地“激活”淤泥土层,使孔压u ∆全面地动力增长,进而加速排水固结。

Osipov [12]等通过一系列试验分析研究了饱和软粘土在强夯作用下的触变现象以及触变恢复的微观机理,Osipov 发现:土体在动荷载作用时(即触变)其抗剪强度急剧下降,土体结构破坏、强度降至最低点;动荷载停止后,抗剪强度从最低点不断增加(触变恢复),触变恢复过程中伴随着微观结构的重新再组合,触变恢复后土体结构的抗剪强度增加到较大值。

需要说明的是,强夯时的孔隙水压力与地震时砂土液化产生的孔隙水压力不尽相同,实践中测定强夯时饱和土的超静孔隙水压力多达不到上覆土的自重压力,而且此孔隙水压力产生的机理与地震时土液化产生的孔隙水压力的机理不同。

地震中松砂受剪切应力波,颗粒落入新的平衡位置,在瞬间脱离接触,粒间应力减小,粒间应力转化为孔隙水压力称之为液化,此时土体体积并未减少,需孔隙水排除,体积方减少。

而强夯时,锤底下一定范围的土受到挤压,土体积减少,土被挤密重新排列,此过程土粒并不脱离接触,仍可具有粒间应力。

强夯时产生的孔隙水压力为土体积缩小时,通过液体传递的挤压力,此时粒间应力并不一定消失,只有松砂受强夯振动产生振密时,可产生类似地震的液化现象,并产生孔压。

而在一般情况下强夯时产生的孔隙水压力与地震液化时产生的孔隙水压力不同,它并不反映液化度。

总结如前所述,可将软粘土强夯机理概述为4个阶段:①能量转换与夯坑受冲剪阶段。

在此阶段动能转换成动应力;坑壁冲剪破坏,下部土体压密;夯坑周围水平位移,土体侧向挤出;坑周剪坏,表面隆起;坑周垂直状裂缝发展。

②孔隙水激活阶段。

土体结构破坏,此时,孔隙水压力迅速上升至峰值,土体结合水变成自由水,影响范围内土体结构可能破坏,强度显著降低。

③排水固结阶段。

水由坑周裂隙及毛细管排出,土体固结沉降。

④触变恢复阶段。

水继续排出,土体强度较大幅度增长。

2.3 动力排水固结法的加固特点由于软粘土的结构性和孔隙水存在可活动粒子,故在强夯荷载作用下,软粘土孔隙水压上升高、消散慢,尤其是上部土体结构严重破坏时,扰乱了排水途径,渗透性大幅度下降,孔隙水压消散极慢而接近橡皮土状态(即水不能排出,土体强度很低,夯击产生的变形为剪切变形,土体不能压密,此时强夯效率丧失)。

另外,软粘土地基要求在动力作用下完成主固结,以免工程完成后出现过大的剩余沉降。

可用地基的有效加固深度作为判断是否完成固结沉降的标准,当有效深度大于软土层厚度时或大于工程影响深度时可认为完成主固结沉降。

于是在软粘土的强夯机理中,必须同时考虑如何消散孔压和增加加固深度两点,然而两者有所矛盾,如增加638第4期雷学文等:动力排水固结法的加固机理及工艺特征加固深度,要求增加能量,而增加能量就会增大孔压,且土体结构易于破坏,渗透性大幅度下降而至孔压消散慢。

解决这对矛盾正是动力排水固结法的加固特点。

动力排水固结法以其如下节所述的独特施工工艺能有效地消散孔压和使一定深度的软粘土完成主固结,进而获得满意的加固效果。

3 动力排水固结法的工艺特征针对以上所述的加固机理和特点,可以认为动力排水固结法的施工工艺如下:(1) 采取适当排水措施以加速孔压消散。

如采取在原有场地上铺设40 cm厚中粗砂垫层,并用纵横交错盲沟与集水井相连而成良好的水平排水体,打设塑料排水板穿过软粘土层作为竖直排水体,如此构成空间网状排水系统,使深厚的软粘土层内排水通道得到大幅度的增加。

试验结果表明,该措施有助于孔压尽快消散和加速排水固结。

并且要求及时将集水井中的水抽排掉[10]。

(2) 强夯前铺设足够厚度垫层以减少浅层淤泥反复揉搓导致“橡皮土”弊端的出现。

(3) 采取合适的强夯工艺以保证土体结构不产生严重破坏,同时又能增加加固深度。

对于软粘土层不太厚(如4~4.5 m)且其上垫层较薄(<2 m)时,应采用由轻到重、少击多遍、逐渐加载的施工工艺,这样既能提高强夯功效,防止橡皮土出现,又能增加加固深度。

如第一遍夯击以较小的夯能将浅层土率先排水固结,在表层形成“硬壳层”;有了该“硬壳层”就可以分级加大夯击能,使动能向深层传递,促进软粘土排水固结。

单点击数亦应严格控制,因击数多会使土体破坏,孔压消散慢。

尤其是头几遍,单点击数一定不能多。

一般为1~3击。

对于软粘土层较厚(>5 m),且其上垫层亦较厚(>3 m)时,则应适当加大单击夯击能和增加单击击数,以使埋置较深且厚度较大的软粘土层得以有效加固,对此比较合适的强夯参数是:单击夯击能为2 000 kN・m,单击击数为6~7击,3遍点夯,1遍满夯,每遍点夯夯点间距为5~6 m。

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