气压加载法怎么解释

如题所述

加载法

加载法是为了预先促进软土地基沉降,增加地基强度,以防止设置在填土上或邻接填土的路面和构造物或者埋入填土内的构造物发生有害沉降而导致破坏。促进地基固结沉降的方法有:在地基上增加总压办法;减少土中的间隙水压提高有效应力法等。前者用填土荷载时,一般为填土加载法,后者又可分通过井点,竖井等的降低地下水法和在地表面铺砂,覆盖不透水膜使之形成真空,依靠大气压力加载来促进固结的大气压加载法。采用填土加载法时,须注意地基的稳定状态。而降低地下水法和大气压加载法则不必担心地基遭到破坏,但受到地基适应性的限制且工程费用大,一般不采用。上述方法,都很少单独采用。

3.1 填土加载法

3.1.1 方法与原理

已完成设计填土(荷载qf)时,其全部垂直力为Po+ΔPf=P1,由此引起的沉降量为S1。加载后经Δt时间,固结度为U,又从图1b知沉降量为S1U,通过固结沉降过程时间t以后的残余沉降量为ΔS1。当增加Δqs的超载时,全部垂直应力为P0+ΔPf+ΔPS=P2,由此引起的沉降量为S2,加载经过Δt时间的度固结为U,沉降量达到S2U。此时如把Δqs荷载卸除,对于qf(m)来说即达到了U+ΔU的固结度,换句话说,原只能达到U的固结度,由于超载Δqs经Δt时间,增加了ΔU的固结度。不过实际加载不会瞬时完成,卸荷后又会产生一定膨胀,对已经增长的固结效果有些丧失。

假如加载Δqs及荷载时间选择恰当,经t时间后的残余沉降量如图1b所示,有可能从ΔS1减少到ΔS2。

设计施工注意事项采用本法的主要目的是使铺装完成后路面残余沉降量控制在允许值以内。所以它与载荷重量、放置自沉时间、固结层厚和沉降时间曲线,及荷载设计、允许工期等有关。

①本法施工以不损伤支承荷载的地基稳定为宜。对难以保证稳定或加载重量很大时,应考虑与竖向排水井法或缓速加载法并用。

②如果仅为了处理沉降,可选择超载重量,且作长期放置自沉,其效果较好。

③由于沉降--时间关系一般是难以预测的,所以在施工时应进行全面的动态观测,随时注意防止地基的破坏,根据所获得的观测资料,确定卸载后的残余沉降量和卸荷时间。

3.2 降低地下水法

本法适用于上部,中间部位有砂层分布的地基,但粘性也仍然有效。本法的特点是与软土层深度无关。

原理 设位于地下水位以下Z处的垂直总应力为P,有效应力为P0′则

P0=P+YwZ

一旦使地下水位降低△Z,水压分布发生变化,地下水面以下的压实有效应力为P1′则P1’=P+Yw(Z-ΔZ)

YwΔZ为增加的有效应力。通常可以认为,水位每降低1m,有效应力增加10kPa。如降低了的水位处,地基系由粗粒土组成,由于排水而使土的单位体积重量减小,于是P也变小,效果也就有所降低。

设计施工注意事项

①砂层的透水系数

②使用井点时,理论可抽水深度为10.3m,但考虑水头损失和动力关系,能够降低水位的最大值约5.5~6.0m左右。

③邻近有水源(河、池、海或沟)时,需要抽水的量增多。

④降低地下水位,如对抽水区以外地域及沿线有损害时,为了既隔断对四周的影响又达到降低地下水位的效果,可在施工区间打入钢板桩围护。

⑤因为需在整个固结期内降低地下水位致使经历时间长,机械费用高。

4 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,均质的粘土地质最为有效;对泥炭质地基效果稍差。

粘性土层固结所需时间t与垂直方向最大排水距离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,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,主要以路基顶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,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,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,超过这一深度工程费用明显增大。

a.打入式和振动沉桩式 这是最常用的两种方式。使用履带式起重机时沉入深度为10m左右;使用特制的钢打桩架,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最小,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顶面;

(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,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
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第1个回答  2012-09-12
气压: N/AhPa怎么解释啊
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