塑料排水板处理软基的固结沉降分析.pdf
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1、施工技术 塑 料 排 水 板 处 理 软 基 的 固 结 沉 降 分 析 ( 福州市闽水工程建设监理有限公司 福建 福州 35 0 0 0 1) 摘要 , , , 关键词 ; ; ; 中图分类号:T V 5 12文章标识码: B文章编号:10 0 9-0 0 88( 2 0 13) 0 2-0 124-0 2 0引言 我国沿海地区分布有大面积海相沉积软土, 主要为淤泥和 淤泥质土, 这些软土具有含水量高, 压缩性大, 渗透性差, 灵敏 度高, 强度低和厚度不均以及明显的流动性和触变性等特点 在上部荷载作用下固结历时很长,可长达几年甚至几十年,并 且产生较大沉降或不均匀沉降因此,对软基进行处理是
2、非常 必要的, 其中, 排水固结法因其费用相对较低, 施工简便应用较 广在排水固结法中, 塑料排水板是常用方法之一 1固结沉降过程 软土地基上的工程面临两大问题, 即稳定性问题和固结沉 降问题对于稳定性问题, 若综合考虑到地基土强度和控制好 荷载施加的速度, 一般不会出现较大问题但对于固结沉降问 题,软土地基往往沉降量大,沉降历时长,是软土工程重点解决 的问题软土由于其颗粒较小,含水量较高,渗透系数较低(渗 透系数一般位于 1. 0 10 -7 1. 0 10 -8cm / s数量级上) , 在上 部荷载作用下, 其排水固结非常缓慢塑料排水板是由芯体和 包围在外围的纤维滤水膜组成的复合体, 属
3、于土工合成材料的 一种当土体内打设塑料排水板后,形成竖向上的排水通道, 大大减少了排水路径,其最大排水路径为塑料排水板间距的一 半在上部荷载作用下, 超孔隙水进入到排水板后, 沿着排水 板的竖向通道极易排出到地面的砂垫层中随着超孔隙水的 排出, 土体孔隙比减小, 产生沉降, 且强度提高 建筑地基基 础处理技术规范 ( J GJ 7 9-2 0 0 2) 中给出了强度增长公式: ft=f0+Utt ancu ( 1) 式中 ftt 时刻时软土的抗剪强度; f0软土的天然抗剪强度, 由野外十字板抗剪试验测 定; 上部荷载引起的该点的附加应力; Ut该点的固结度; cu三轴固结不排水压缩试验求得的土
4、体内摩擦角 塑料排水板处理的软基在上部荷载作用下随着时间的沉 降包括 3 个过程, 即瞬时沉降, 主固结沉降和次固结沉降, 即: s= sd+ sc+ ss( 2) 式中sd软基的瞬时沉降; sc主固结沉降; ss次固结沉降 瞬时沉降是由于荷载在施加后立即产生的沉降,主要有地 基土的弹性变形引起, 这时孔隙水还来不及排出主固结沉降 是软土排水过程所引起的沉降, 占沉降的绝大部分, 其历时较 长次固结沉降是在荷载持续作用下,土体发生蠕变引起的沉 降, 它与土体的性质有关, 如泥炭土, 有机质土或高塑性粘土, 其次固结沉降较大 2固结沉降计算 2 .1 固结度计算 塑料排水板的横断面一般呈矩形,
5、所以, 在计算固结度时 需确定排水板的当量换算直径: dp= 2 ( b +) (3) 式中 dp塑料排水板当量换算直径, mm ; b塑料排水板宽度, m m; 塑料排水板厚度, m m 塑料排水板的平面间距可采用等边三角形或正方形排列, 相应地排水板等效间距分别为 1. 0 5 L 和 1. 13 L, L 为排水板间 距排水板的布置范围一般比上部荷载外轮廓线向外扩大 2 4m或更大 塑料排水板处理软基的固结度计算可采用太沙基一维固 结理论和高木俊介法两种方法, 对于分级加载的工况, 加载时 间从加载历时的一半算起,太沙基一维固结理论分别计算竖向 固结度和径向固结度: U= 1 - 8 2
6、exp( - 2 4 Tv)(4) Ur= 1 - 8 2ex p( - 8 F TH)( 5) 则平均固结度为: U = 1 - ( 1 -Ur) (1 -U)( 6) 高木俊介法适合于一次加载和分级加载的工况, 该法也是 规范 推荐的方法 Ut= n i=1 q1 p ( T i- Ti= 1) - e -t ( e -t- e-Ti-1) ( 7 ) = 8 2 ( 8) 421内 蒙 古 水 利2 0 13 年第 2期( 总第 144期) = 8Ch Fnde 2 + 2C v 4H 2 ( 9) 限于篇幅,各符号意义详见规范 2 . 2沉降计算 塑料排水板处理的软基其最终沉降量可根据
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