竖向排水法
在粘性土地基中设置垂直的排水柱,以缩短排水距离,促进地基排水固结,增加抗剪强度。由于垂直排水柱所用材料不同,分为砂井和纸板排水两种。
4.1 砂井排水法
砂井排水法根据砂井的施工方法不同,可分为打入式、振动式、螺旋钻式、水射式及袋装式等。本法很少单独使用,多与加载法或缓速填土法并用,对层厚大,均质的粘土地质较为有效;对泥炭质地基效果稍差。
粘性土层固结所需时间t与垂直方向大排水距离D的平方成正比。很清楚,粘土层越厚,所需固结时间就越长。
4.1.1 设计 以间距d布置,南京,直径为dw的排水砂井。设想直径为de的圆柱状地基,如间隙水只流向砂井,其固结时间为:
t=2Thde/Ch
式中:t——固结时间(d)
Th——水平向固结时间因数(无因次)
Ch——水平向固结系数(m2/d)
de——有效直径(m)
当砂井间距离为d间(见图4);
正三角形布置de=1.05d;
正方形布置de=1.13d.
dw——砂蟛直径(m)
可知de越小,排水砂井间距d就越小,越能促进固结。
固结度Uh与时间因数Th是以有效直径和排水砂井直径之比n=de/dw为参数。de与垂直向的固结排水距离D相对较小,所以多把垂直方向排水忽略。但粘占层厚度较小时,不能忽略。粘土层总的固结度U由下式求得。
U=1-(1-Uh)(1-Uv)
式中:Uh-水平向固结度;
Uv-竖向固结度。
地基处理范围,为了稳定,以填土坡面下为处理对象;为防止沉降,主要以路基**面宽度下作为处理对象。
设计排水砂井时,首先假定施工方法、砂井直径、排水距离和改良范围。然后进行稳定及沉降计算,江苏软基处理,若不能满足时,修正假定数据,再进行计算。并注意下列几点。
①是否有砂层存在。
②防止扰动四周土壤,避免降低透水性或地基强度。宜取尽可能宽的排水间距。一般情况水平向固结系数Ch为竖向的固结系数CV的数倍,但是由于砂井打设方法不同,实际Ch只能达到CV甚至小于CV的值。
③砂井中的砂,在固结过程中起到排水通路的作用,软基处理,因此必须长期发挥良好的透水性能。通常采用干净优质的粗砂。
4.1.2 施工程序
①铺砂。在砂井施工之前,地表面先铺一砂垫层。并设置排水沟,使填土内不致有较高的地下水位。
②打入排水砂井。其法有打入式、振动沉桩式、射水式、螺旋钻进式及袋装式等。无论何种方式一般的沉入深度为15~20m,**过这一深度工程费用明显增大。
a.打入式和振动沉桩式 这是较常用的两种方式。使用履带式起重机时沉入深度为10m左右;使用特别的钢打桩架,沉入深度可达30m.桩径一般采用30~50cm,间距为1.5~3.0m.
打入式和振动沉桩式的施工程度大致相同:
(1)套管底端接上管靴,放置在设计井位上;
(2)用汽锺锺击或振动锤振打至设计深度;
(3)用铲斗把砂喂入套管中;
(4~5)将喂砂口封闭,一边压入压缩空气,一边拔出套管;
(6)待套管完全拔出,砂井沉入即告结束。
b.射水式 该法与别的方法相比对地基扰动小,在水源丰富,排泥处理无困难时宜采用。其施工顺序:
(1)将套管置在设计井位上;
(2)在套管内放入喷咀杆,并用喷沮射水;
(3)一旦开始射水,即将套管缓缓下降,如遇障碍物或固结硬层,可用锤轻轻敲击套管**面;
(4)套管下到设计深度升降喷咀杆,使管中的土溢出。
(5)灌入砂,徐徐拔出套管,常州软基处理,砂井即告成。
c.螺旋钻进式和袋装式 螺旋钻进式的直径为40~100cm,钻入深度15m左右,本法对地基扰动较小,但施工速度慢。
袋装式是为了避免井内所填的砂被土壤切断,不能排水,而把砂装入直径12cm左右的柔韧透水袋内。
施工注意事项:
①按设计图间距布置砂井。用不同颜色标志已打入或待打入的井位。
②导杆应始终保持竖直,并经常检查。打入深度按设计规定。
③允许以较快的速度打入,但套管拔出速度应控制在填充砂及压气能从容地操作为度。留心套管拔出时砂在成拱作用下与套管一起被上提产生间隙,这样常使软土侵入砂井切断砂柱。
④填充砂料可采用传送带连续投入,也可采用漏斗提升喂入,从正确计量考虑,以后一种方式为优。
为什么要做软基处理?
做软基处理是因为建筑之前如果地基不够坚固,为防止建筑后地基下沉拉裂造成建筑物不稳定等事故,需要对软地基进行处理,使其沉降变得足够坚固,提高软地基的固结度和稳定性至设计的要求,这个过程叫做软基处理,又叫软地基处理。
软基处理有几种方法?
1、复合地基法:水泥土搅拌桩、粉喷桩、碎石桩等;缺点:造价较高
2、排水固结法
(1)塑料排水板联合堆载:工期长,效果不理想
(2)塑料排水板联合真空预压:工期90天以后,效果容易控制,成本低
3、强夯法:缺点:质量不可控,易形成“弹簧土”。
4、无排水砂垫层真空预压:新型工法,工期短 造价低 成本比塑料排水板联合真空预压节约三分之一,效果可靠