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堆載預壓法
鎖定
堆載預壓法是指在飽和軟土地基上施加荷載後,孔隙水被緩慢排出,孔隙體積隨之縮小,地基發生固結變形。同時隨着超靜水壓力逐漸消散,有效應力逐漸提高,地基土強度逐漸增長,達到預定標準後再卸載,使地基土壓實、沉降、固結的方法。
已在國內港口工程、工業與民用建築、機場跑道建設等地基處理工程中大量推廣使用, 取得了良好的加固效果與客觀的經濟效益, 並積累了大量的實踐經驗。
- 中文名
- 堆載預壓法
- 外文名
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- 學 科
- 土木工程
- 應 用
- 港口工程、工業與民用建築
- 特 點
- 使用材料、器具簡單
- 原 理
- 土壤早預壓荷載作用下完成固結
堆載預壓法基本介紹
我國軟土地區分佈較廣。其特點為: 含水量大、強度低、壓縮性大, 難以滿足工程建設的需要。但隨着國民經濟的發展, 許多工程項目不得不在軟土地基上施工。因此, 必須對其進行加固處理, 否則將引起大沉降甚至引起破壞。
在工程實踐中, 傳統且行之有效的軟土地基加固方法是堆載預壓法等。但由於堆載材料有時來源不足、運輸緊張、週轉困難等原因, 直接影響施工進度, 造成施工週期長、工程開銷大。為此, 國內外採用真空預壓法, 解決了堆載材料不足及施工週期長的問題, 但隨着加固要求的提高, 真空預壓法也不能滿足工程實踐的需求。因此, 就產生了真空聯合堆載預壓處理軟土地基的新方法。
堆載預壓法是由天津港灣工程研究所在國家“六五”攻關期間開發成功, 並於1985 年通過國家鑑定的軟土地基加固法。已在國內港口工程、工業與民用建築、機場跑道建設等地基處理工程中大量推廣使用, 取得了良好的加固效果與客觀的經濟效益, 並積累了大量的實踐經驗。目前該方法經十餘年的工程應用已趨成熟。
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堆載預壓法原理
堆載預壓法的目的是使地基在預壓荷載作用下基本完成固結, 然後卸去預壓荷載再建造建築物, 以消除基礎的部分固結沉降。具體做法是: 在地基土中打入砂井, 利用其作為排水通道, 縮短孔隙水排出的途徑。同時在砂井頂部鋪設砂墊層, 砂墊層上部加載, 以增加土中的附加應力。地基土在附加應力的作用下產生超靜水壓力, 並將水排出土體。使地基土提前固結, 以增加地基土的強度。在堆載作用下, 土的加固過程就是孔隙水壓力消散和有效應力增加的過程。用填土等外加荷載對地基進行預壓, 是通過增加總應力R, 並使孔隙水壓力μ消散來增加有效應力R′的方法。
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堆載預壓法選擇依據
堆載預壓法一般根據預壓目的選擇加壓方法:如果預壓是為了減小建築物的沉降,則應採用預先堆載加壓,使地基沉降產生在建造建築物之前;若預壓的目的主要是增加地基強度,則可用自重重加壓,即放慢施工速度或增加土的排水速率,使地基強度增長與建築物自重的增加相適應。
堆載預壓法特點
1、優點
(1)使用材料、器具簡單;
(2)施工操作方便。
2、 缺點
(1)但堆載預壓需要一定的時間,適合工期要求不緊的項目;
堆載預壓法工藝流程
2、操作要點
(1)施工準備
①預壓土:堆載預壓的土方選用附近取土場和路塹挖方棄土,預壓填料不得使用淤泥土或垃圾土。
②土工膜:土工膜採用100g/㎡規格,各項指標試驗檢查合格後方可使用。
(2)鋪設土工膜
鋪設土工膜的目的是為了利於預壓均勻、土方卸除,防止污染路基。
①準備一定數量的編織袋,並裝好1/3袋的砂,以用來壓土工膜。
②填築預壓土前,在預壓範圍鋪設土工膜,每隔3~5m設置砂袋壓住,防止風吹動土工膜,土工膜鋪設搭接長度不少於0.3m,橫向預留包裹預壓體部分。
③第一層預壓土採用小型機具攤鋪壓實,防止破壞土工膜。
(3)預壓土填築
①預壓土填築的填築斷面應根據設計要求進行填築。
②填料攤鋪時先用推土機初平,然後人工配合平地機精平,保證每一填層的平整度,攤平過程中用鐵鍬檢查松鋪厚度。
③堆載預壓荷載分級逐漸加載,確保每級荷載下地基的穩定性。填築完成後採用壓路機壓實,行與行之間輪跡重疊0.4m,相鄰兩區段縱向重疊2m,以保證無漏壓、無死角,確保碾壓的均勻性,壓實係數不小於0.89。
⑤堆載施工允許偏差見下表。
項目 | 允許偏差 |
寬度 | ±50mm |
範圍 | ±100mm |
邊坡坡率 | ±0.5%設計值 |
(4)沉降觀測樁設置
①在預壓土填築過程中應加強路基變形與沉降觀測,確保路基填築過程中的穩定。
②每個觀測斷面,在路肩兩側各設置一處觀測樁,觀測樁露出地表,路基兩側坡腳外1m各埋設水平位移觀測樁一處,其埋設應牢固可靠,當變形過大時,應暫停加載,待變形穩定後,再繼續加載。
③在堆載預壓過程中,應及時接長觀測點。
(5)沉降觀測分析
①觀測點埋設要求
1)路堤
沿線路方向間隔50m佈設一個觀測斷面,地基條件複雜、地形起伏較大時,25m佈設一個斷面。堆載預壓地段每個路堤觀測斷面應佈設一組組合式沉降板,即在線路中心佈設一組,路基兩側路肩佈設變形觀測樁,路基兩側坡腳外1m各埋設水平位移樁一處。
2)路橋過渡段
在路肩兩側各設置一處觀測樁,觀測樁露出地表,路基兩側坡腳外1m處各埋設水平位移觀測樁一處,其埋設應牢固可靠。
每個路橋過渡段設置3個觀測斷面,分別設置於與橋台連接處、距離橋台5~10m、20~30m處。
每個路基觀測斷面應佈設一組組合式沉降板(線路中心線處)。
②觀測頻次及要求
1)成立專門的觀測小組,按照定人、定儀器、定測法的原則管理,測量精度達到二級水準測量標準,並定時複核工作基點。
2)預壓土填築期間每天觀測一次,一週後按正常的預壓觀測頻次進行;當路堤中心地面沉降每晝夜大於1cm,、坡腳水平位移每晝夜大於0.5cm或沉降量突變時,應停止加載,分析原因,採取加固措施,並加密觀測兩次。
3)預壓土填築至設計高程後,前三個月內一週觀測一次,三個月後二週觀測一次,沉降和位移同步觀測,觀測期為6個月。
(6)預壓土卸載
1 預壓達到六個月時,由建設單位組織,根據沉降觀測數據進行工後沉降分析,結果滿足設計要求後,業主、設計、監理、施工單位共同確認後方可卸載。
堆載預壓法質量控制
1、易出現的質量問題
(1)防排水設施不全,排水不暢,預壓土易被雨水浸泡。
(2)觀測不及時,數據不準確。
2、保證措施
(1)在填築預壓土之前,在基牀底層頂面鋪設土工膜,隔離路基防止預壓土污染路基,預壓土頂面必須反包,確保路基邊坡不被污染。
(2)施工過程中,做好臨時防排水設施,防止雨水浸泡預壓土,頂部設置2%排水坡。
(3)做好工後沉降樁的保護,確保路基工後沉降觀測的及時和數據準確,為預壓土卸載提供合理的依據。