地基處理辦法技術(shù)應(yīng)用與進展

地基處理辦法技術(shù)應(yīng)用與進展2.1排水固結(jié)法排水固結(jié)法示意圖排水固結(jié)法分類表12.1排水固結(jié)法對一維固結(jié)情況，根據(jù)Terzaghi一維固結(jié)理論，地基土固結(jié)所需要的時間t與最大排水距離H之間的關(guān)系如下式：2.1排水固結(jié)法袋裝砂井法和塑料排水帶法施工方便，也比較經(jīng)濟，近些年發(fā)展較快，特別是塑料排水帶，工廠化生產(chǎn)，質(zhì)量容易保證。袋裝砂井和塑料袋橫斷面積較小，因井阻作用，臨界長度較?。▽τ谂R界長度質(zhì)一般認為約15~20m）。對處理較厚軟土層時，需采用較大橫斷面的普通砂井。采用排水固結(jié)法加固軟粘土地基效果可靠、計算理論成熟、施工經(jīng)驗豐富，且較經(jīng)濟，是常用的軟粘土地基處理方法。加固原理和計算理論一.加固原理排水固結(jié)加固地基的原理是利用飽和粘土在荷載作用下產(chǎn)生固結(jié)，土體孔隙比減小，強度提高，可有效減少工后沉降，提高地基穩(wěn)定性。加固原理和計算理論超載預(yù)壓：若預(yù)壓荷載作用下地基中土體固結(jié)應(yīng)力增加至PB(PB=P0+ΔP)，工作荷載作用下相應(yīng)土體中的固結(jié)應(yīng)力為PD，當(dāng)PD<PB時，稱為超載預(yù)壓。經(jīng)過超載預(yù)壓的土體，在工作荷載作用下常處于超固結(jié)狀態(tài)。當(dāng)PD>PB時，稱為一般預(yù)壓。加固原理和計算理論二.瞬時加載固結(jié)度計算1.一維固結(jié)一維固結(jié)可采用Terzaghi固結(jié)理論計算，固結(jié)方程為：加固原理和計算理論Terzaghi固結(jié)理論和砂井地基加固原理和計算理論對最大排水距離為H的土層，當(dāng)平均固結(jié)度大于或等于30%時，地基平均固結(jié)度可采用下式計算：固結(jié)度：在一定壓力作用下，經(jīng)過一段時間t所發(fā)生的沉降量與最終沉降量的比值。Ut=St/S加固原理和計算理論三.三維固結(jié)砂井固結(jié)屬于三維固結(jié)問題，可采用Redulic-Terzaghi固結(jié)理論計算。軸對稱條件下固結(jié)方程為：加固原理和計算理論式可分解為豎向和徑向固結(jié)方程分別求解，徑向固結(jié)方程為：加固原理和計算理論1加固原理和計算理論3.非完整砂井固結(jié)度計算整個軟粘土層平均固結(jié)度U可采用下式計算：加固原理和計算理論4.固結(jié)度一般表達式曾國熙（1975）建議平均固結(jié)度用下述普遍表達式：表2-1-21加固原理和計算理論三.分級加載固結(jié)度計算地基平均固結(jié)度表達式，式、、以及都是在瞬間加載條件下的到的解答。實際工程中，往往是分級逐漸加載的，圖中表示荷載分兩級施加。加固原理和計算理論曾國熙(1975)建議在這種情況下采用下述計算式計算地基固結(jié)度。

1）第一級加載過程：當(dāng)0<t<t1時，對ΔP而言的固結(jié)度：加固原理和計算理論對而言的固結(jié)度2）恒載過程加固原理和計算理論

將(2.1.17)式減去(2.1.15)式得在t2-t1時間段恒載過程中對固結(jié)度增量3）第二級加載過程：13）第二級加載過程：

當(dāng)t>t3時，對而言的固結(jié)度為t3以前的固結(jié)度，加上t3以后?P2為恒載時固結(jié)度的增加量?Ut4-3多級等速加荷下修正后對而言的固結(jié)度可歸納為

四.考慮井阻和涂抹作用的固結(jié)度井阻：在地基中設(shè)置豎向排水系統(tǒng)，無論普通砂井、還是袋裝砂井、塑料排水帶，其本身透水性雖然很大，但對滲流總有一定阻力，這種阻力稱為井阻。涂抹作用：在地基中設(shè)置豎向排水系統(tǒng)過程中對地基土的擾動會降低砂井周圍土體的滲透性，這種作用稱為涂抹作用。Barron解式2.1.6時沒有考慮井阻和涂抹作用得到的。Hansbo(1981)提出了考慮井阻和涂抹作用的飽和軟粘土地基在深度z處徑向排水固結(jié)度表達式：1反映涂抹作用影響的參數(shù)Fs表達式為1四.考慮井阻和涂抹作用的固結(jié)度Hansbo公式計算的是某一深度平均固結(jié)度，因而可很方便地用來計算該深度土體因固結(jié)而增長的強度。謝康和（1987）提出了考慮井阻和涂抹作用的砂井地基平均固結(jié)度計算式四.考慮井阻和涂抹作用的固結(jié)度

根據(jù)非理想井固結(jié)理論，豎向排水井存在臨界長度。豎向排水體過長時，所增加的排水體長度加速固解的效果減弱，甚至沒有效果。五.排水固結(jié)對強度的影響在荷載作用下地基土體發(fā)生固結(jié)，固結(jié)過程中，超孔隙水壓消散，有效應(yīng)力增加，地基土體強度提高。同時，由于荷載作用，地基土體產(chǎn)生蠕變，還有可能導(dǎo)致強度衰減。地基中某點某時刻的抗剪強度可以表示為：五.排水固結(jié)對強度的影響考慮到尚難計算，曾國熙（1975）建議將式改寫為五.排水固結(jié)對強度的影響由圖2-1-7可以看到，剪切面上法向應(yīng)力σ’可用有效主應(yīng)力σ1’表示，其關(guān)系式為：五.排水固結(jié)對強度的影響

由于土體的固結(jié)，有效應(yīng)力增量引起土體抗剪強度增量表達式為：土層平均固結(jié)度：在一定荷載作用下，經(jīng)過某段時間t所發(fā)生的沉降量St與最終沉降量S的比值,U=St/S。某點的固結(jié)度：固結(jié)度就是在某一附加應(yīng)力下，經(jīng)某一時間t后，土體發(fā)生固結(jié)或孔隙水應(yīng)力消散的過程，對某一深度z處，土層經(jīng)過時間t后，該點的固結(jié)度可用下式表示：

Uz=(σ1-u)/σ1五.排水固結(jié)對強度的影響在荷載作用下，地基中某點總主應(yīng)力增量為。若該點固結(jié)度為U，則相應(yīng)有效主應(yīng)力增量