2023年静动力排水固结法在软弱地基处理中的应.docx

静动力排水固结法在软弱地基处理中的应 用 。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，但仍存在较多缺乏之处。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根本原理 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那么和连续贯穿的，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，从而到达了软基加固目的。 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。动力排水故结法以其如下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。 静动力排水故结法可以充分利用和发挥岩土体材料本身的性能与作用，无环境污染。在一定条件下比其他地基处理方法（如各类桩基、静力超载预压）工程造价更为低廉，且具有施工工期短、工后沉降及不均匀沉降小、施工方便等特点。 静动力排水故结发改变了软粘土的渗透性，加速了孔隙水的消散，弥补了传统单纯强夯法不适合加固饱和软粘土低级的缺乏，又克服了其不能有效排除软土中高孔隙水压力的缺点；同时又简化了排水故结发中繁余的加压系统，并在施工时间内完成大局部主固结沉降，大大减小了次固结沉降，缩短了工期，有效提高了地基承载力，节省了工程投资 3.静动力排水故结法的工艺特征 3.1采取适当的排水措施加速空压消散 通过水平排水体系的设置，并设置竖向排水体系，来改善地基土的排水条件。文献中提及：采用塑料排水板作为书香排水系统要优于袋装砂井，原因是在强夯过程中由于夯坑周围可能出现较大的侧向变形，袋装砂井由于抗剪强度很低，所以容易被剪断，失去排水作用：而塑料排水板的抗拉、抗剪强度相对较高，因此在土体中一定的剪切变形范围内能够继续发挥其排水成效。 3.2铺设足够厚度的垫层积累足够的参与应力 静动力排水故结法处理软土地基时，软粘土顶面必须有一定厚度的外表硬壳层或者填筑一定厚度的填土作为施压垫层。试压垫层的作用是防止夯锤与软土直接接触，防止软土产生较大的剪切变形，另外施压垫层的存在还有助于排水固结的实现，它起到预压荷载、冲击垫层、应力扩散及维持剩余应力的作用，同时有 利于施工机械的行走。 3.3采取合理的施工工艺以保证土体结构不产生严重破坏，同事又能增加加固深度 3.3.1单击能得确定。首先要给软土施加充分的动荷载，使土中动孔隙水压力大幅度增加；其次要防止高夯击能使软土大量降起或水平挤出即防止过分扰动，破坏土的结构。 3.3.2合理冲击击数。 3.3.3合理夯击遍数。 3.3.4锤重和落距的合理组合。 3.3.5合理的夯击间隔时间。两遍夯击的间隔时间通常以超静孔压完全或根本消散为控制标准，当孔压消散一般消散至接近夯击前水平或更低，便可进行下一遍的夯击。现场施工一般按超静孔压消散80%的时间，一般为2023d左右。 4.定力排水故结发的加固过程与效果 4.1动力排水固结法的工艺特点 动力排水固结法是强夯法与传统排水固结法相结合的加固软土地级的一种新技术。经强夯后地基承载力可提高2~5倍，压缩性可降低200%~500%。传统排水故结法是地基上预加静载，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，但其预载工作量大，固结时间长。 本方法是既用动力又用人工排水。其排水固结速率比静力排水故结法要高几个数量级大大缩短了固结时间。并且可以通过加载一固结一再加载一再固结，反反复复屡次作用而到达不同的工程要求。 与一般强夯法相比，新方法又有独特的工艺，特别是规定只使用“有效夯能〞（使土产生压密和固结作用），不适用“有害夯能〞（使土的宏观结构破坏并产生明显的水平位移）。另外采取了信息化施工的一系列措施。 定力排水固结法加固后的地基具有如下特性。1）超固结超压密，地基强度高；2）均匀性好。土愈软那么抗拉强度愈低忙振动波引起的微裂纹愈多，排水固结效果愈佳，综合效果是基均匀性明显趋好；3）基地以下的持力层是硬土层时，处理好的地基可成为建筑物的理想地基；4）后续沉降小。 5.动力排水固结法的监控方法 由于软土多变，其工程特性难掌控，所以在精心设计、精心施工的前提下，实施以现场为主，室内试验为辅的监控方法是必要的，现场监控有以下三种内容： 5.1孔隙水压力观测 观测强夯在软土不同深度产生的动孔隙水压力的大小和消散过程，可以测到强夯影响深度。同事可用控制夯击遍与遍之间的间隔时间明档u消散85%以后可进行下一遍夯击。 5.2沉降与边桩位移观测 通过对软土表层设沉降观测板，可以掌握软土沉降与时间关系，从而控制整个施工进度，推算软土固结度，判断加固效果的好坏。此外尚应在软土不同深度埋设沉降磁杯或陈江块，观测软土分层沉降数值。 在现场四周设置边桩观测点，可以防止加载速度过快而在成的失稳破坏。另外在试夯区设置测斜杆，每次试夯时检测各上层水平位移，这对于防止软土在夯击时大量水平挤出破坏是有益的。 5.3现场十字板剪切和静力触探试验 在加固前、加固后大量的进行现场十字板剪切和静力触探试验，一边及时调整施工参数，了解加固效果。因此在整个过程中随时取些图样了解软土的含水量和孔隙比的变化，这对于了解软土加固效果是非常有益的。通过以上的现场检测和室内土工试验，我们可有效地控制施工进程，适时调整施工参数，及时了解加固效果，防止盲目施工带来的工程失误。 6.结论 从以上的结果分析知，静动力排水故结法在软土地基加固处理中效果良好，完全到达了工程的要求；改加固低级的方法不仅弥补了传统软土地基加固法的缺乏，缩短了工期，降低了工程造价，而且在充分利用天然地基材料的同时也降低了社会资源的浪费和环境污染的程度。既可保证表层土体结构不受严重破坏，亦可使得一定深度的软粘土层中激起的高孔隙水压能够迅速消散，进而到达排水固结的目的。但是该方法的计算理论尚未成熟，仍需要继续研究与探索。 参考文献 （1）贾瑞晨，段仲原，贾精莲，动力排水故结发在软弱地挤出路中的应用2022023（06） （2）赵升峰，汪城，苏娟，静动力排水故结法在软土地基加固中的应用202223（2023） （3）李晓哲，强夯动力排水固结法在软土地基中的应用2022（2023） （4）雷学文，白世伟，孟庆山，动力排水固结法的加固机理及工艺特征202223（04） （5）刘伟行，蒋建华，静动力排水故结法的加固机理和工艺研究202223（2023） （6）王发国，邱建金，张大中，动力排水固结法浅析1997（03） 第二篇：堆载联合真空预压排水固结法加固沿海软弱地地基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 []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20230kpa）；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。假设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（比方路堤土等）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。 2、加载过程中路堤稳定及工期过长问题 采用堆载或自载预压法处理软弱地基时，始终得考虑路堤的稳定而必须分级加载，且加载后要稳定一段时间以便地基强度的增长能随得住荷载的增加，否那么就容易在施工中产生滑坡或导致软土侧向变形过大、土体固结达不到要求，因此施工速度较慢、工期过长。 如果在自载预压的前提下再辅以真空预压进行联合加载，实际上是在对路基实施超载载预压加固，超载局部就是由真空荷载来代替，该荷载施加方便、迅速，其最大荷载可达80-95kpa，相当于4-5m的填土荷载，大大超过路面荷载（30kpa）和一般的超载（2m左右的填土），这不仅实现了等载预压、而且还真正起到了超载预压的加固作用。因此，在对修建在沿海软基上的