【正文】 斷抽氣造成負(fù)壓而使軟土層排水固結(jié)，砂墊層下如設(shè)砂井或塑料排水帶，效果更佳 可避免土石方搬運(yùn)，但預(yù)壓壓力有限（一般可 80Kpa）， 所以處理深度有限，需不斷抽氣，故需要一定設(shè)備和用電條件 電滲 排水 在土中插入金屬電極并通以直流電，在電場(chǎng)作用下，土中水從陽(yáng)極流向陰極，在陰極抽水排除 在飽和粘性土中效果顯著，需要一定設(shè)備和用電條件 降低地下水位 通過(guò)與透水層聯(lián)系的排水井（管）中直接抽水降低地下水位，使土層固結(jié) 易在地下水位較高條件下進(jìn)行開(kāi)挖工程或軟土層中存在透水層時(shí)采用 砂墊法 換土和橫向排水 用于局部地基處理 振 密 法 強(qiáng)夯法 利用高錘基功能使地基受沖擊力和振動(dòng)力使土體密實(shí) 對(duì)于 IP≤ 17或粒徑小于 ㎜占 30%以下的表土或淺層粘土層可采用，適用于大面積處理，較簡(jiǎn)便經(jīng)濟(jì)，配合砂井 效果更佳。對(duì)上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，充分利用硬殼土層作持力層，簡(jiǎn)化建筑物平面形狀，減少層高差異，設(shè)計(jì)沉降縫，控制建筑物的長(zhǎng)高比，采用輕質(zhì)材料，考慮相鄰建筑物的影響，適當(dāng)加強(qiáng)基礎(chǔ)的剛度和強(qiáng)度以及設(shè)計(jì)圈梁等都是有 利地基穩(wěn)定，減少沉降和不均勻沉降的措施。軟土是一種可塑性很強(qiáng)的土。在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意沉降、固結(jié)度與強(qiáng)度的變化。然而，不經(jīng)處理而直接利用的天然優(yōu)良地基越來(lái)越少，不少建筑物不得不建在軟 土地基上，因而，軟土地基的加固方法越來(lái)越多，常用的有六種：排水固結(jié)法、水泥土攪拌法、強(qiáng)夯法、振沖碎石樁法、石灰樁法、鋼渣樁法。 三、課程設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容和要求 （包括原始數(shù)據(jù)、技術(shù)參數(shù)、設(shè)計(jì)要求、工作量要求等） 主要內(nèi)容： 、意義等 路基邊坡?lián)p壞形式及特點(diǎn) 路基邊坡穩(wěn)定性的主要影響因素 要求： 究的各種加固技術(shù)應(yīng)盡可能詳細(xì)。 、圖表等形式詳細(xì)闡述，圖表盡可能自己繪畫(huà)，形成思路清晰、可讀性強(qiáng)的設(shè)計(jì)報(bào)告。 真空排水預(yù)壓法是排水固結(jié)法的一種，真空排水預(yù)壓法利用物理方法使地基產(chǎn)生有效固結(jié)。以 天津新港四港后方軟土 的 地基加固實(shí)例，對(duì)真空排水預(yù)壓法做了系統(tǒng)介紹，并從 日本東北地區(qū)新干線某段超軟土 的 地基加固 實(shí) 例中得出真空排水預(yù)壓法的特點(diǎn)及注意事項(xiàng)。天然軟 土主要分布在沿海灘地帶、河口三角洲以及內(nèi)陸河、湖、港口及其附近地區(qū)，而各地區(qū)的軟土特征一個(gè)不相同。對(duì)于基礎(chǔ)設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，首先要確定天然地基的承載能力和由于施加荷載可能產(chǎn)生的最大沉降、沉降差，才能據(jù)以確定地基是否需要加固。由于強(qiáng)烈振動(dòng)對(duì)環(huán)境有較大影響，必要時(shí)通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定采用 交通運(yùn)輸學(xué)院課程設(shè)計(jì) 第 3 頁(yè) 續(xù)表 11 置 換 拌 入 法 開(kāi)挖置換 挖出除一定深度的軟土地層，回填工程性質(zhì)好的砂礫石，石碴、粉煤灰等分層夯實(shí)，提高持力層承載力，減小下臥層附加力 如遇地下水，對(duì)于重要工程去附加降低地下水位設(shè)施；對(duì)于要求不高的建筑物可采用水下拋填石碴或碎石。短期投資大 錨固 將錨桿一端錨固于土坡或地基中穩(wěn)定的土層中，另一端與結(jié)構(gòu)物聯(lián)結(jié)以抵抗結(jié)構(gòu)物 所承受的側(cè)向作用或浮力 有效維持承受側(cè)向荷載或浮力的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定物穩(wěn)定 樹(shù)根樁 一群小直徑（ 75~250 ㎜）的就地灌注樁，可以是豎向的或斜向的 用于穩(wěn)定土坡、支檔結(jié)構(gòu)物或提高地基承載力，也用于處理已有建筑物地基 交通運(yùn)輸學(xué)院課程設(shè)計(jì) 第 5 頁(yè) 真空排水預(yù)壓法概述 真空排水預(yù)壓法是排水固結(jié)法的一種，運(yùn)用該方法加固軟土地基時(shí)，一般說(shuō)來(lái)都是現(xiàn)在預(yù)加固的軟土地基上按一定間距打設(shè)塑料排水板或袋裝砂井（統(tǒng)稱為垂直排水通道），然后在地面上鋪設(shè)一定厚度的砂墊層，再將不透氣的薄膜鋪設(shè)在砂墊層上，借助于埋設(shè)在砂墊層中的管道，通過(guò)抽 真空裝置將膜下土體中的空氣和水抽出（見(jiàn)圖 1），是土體得以排水固結(jié)，土體的強(qiáng)度同時(shí)也得到增長(zhǎng)，達(dá)到加固的目的。加壓系統(tǒng)就是起固結(jié)作用的荷載，使地基土的有效固結(jié)壓力增加而產(chǎn)生固結(jié)。排水固結(jié)的原理就 在于此。砂墊層中形成的真空度，通過(guò)垂直排水通道逐漸 向下延伸，同時(shí)真空度又由垂直排水通道向四周的土體傳遞與擴(kuò)散，引起土體中孔隙水壓力降低，形成負(fù)的超靜孔隙水壓力。排水固結(jié)的原理就在于此。砂墊層中形成的真空度，通過(guò)垂直排水通道逐漸向下延伸，同時(shí)真空度又由垂直排水通道向四周的土體傳遞與擴(kuò)散，引起土體中孔 隙水壓力降低，形成負(fù)的超靜孔隙水壓力。 從有效應(yīng)力路徑分析看，加固前，平均應(yīng)力為 )(2/1 39。? ，由于孔隙水壓力是一個(gè)球應(yīng)力，所以各個(gè)方向均增加 △ 39。? （ 33） ?? 39。D 到見(jiàn)圖 4，平均應(yīng)力增加到 ?? 39。 對(duì)真空排水預(yù)壓法來(lái)說(shuō)，別 加固土體中的 A、 B、 C、 D 各點(diǎn)（見(jiàn)圖 3）在加固前處于 k0 應(yīng)力狀態(tài)，位于 k0 線上（見(jiàn)圖 5）；加固中產(chǎn)生附加有效應(yīng)力 △σ 1ˊ =△σ 3ˊ ，它們的有效應(yīng)力路徑是一組平行于 pˊ 軸的水平線，都位于 k0線的下方，說(shuō)明加固土體o 交通運(yùn)輸學(xué)院課程設(shè)計(jì) 第 9 頁(yè) 都發(fā)生了側(cè)向收縮變形。139。 真空排水預(yù)壓法的強(qiáng)度增長(zhǎng)是在等向固結(jié)過(guò)程中實(shí)現(xiàn)的，抗剪強(qiáng)度提高的同時(shí)不會(huì)伴隨剪應(yīng)力的 增大，從而不會(huì)產(chǎn)生剪切蠕動(dòng)現(xiàn)象，也就不會(huì)導(dǎo)致抗剪強(qiáng)度的衰減。 ?? ??p交通運(yùn)輸學(xué)院課程設(shè)計(jì) 第 10 頁(yè) 加固設(shè)計(jì)與計(jì)算 設(shè)計(jì)要達(dá)到的目的：第一是經(jīng)加固要先期消除一定的沉降量，使建筑物基礎(chǔ)的剩余沉降量小于允許值，這首先要分別計(jì)算出在使用荷載和加固荷載下地基發(fā)生的沉降量及規(guī)定時(shí)間內(nèi)消除的沉降量；第二個(gè)目的是使加固后地基強(qiáng)度的增長(zhǎng)滿足與建筑物對(duì)地基穩(wěn)定與承載能力的要求；第三，達(dá)到預(yù)期的固結(jié)度所需要的時(shí)間應(yīng)滿足工期要求。 1） 單向壓縮分層總和法 按 ep 曲線計(jì)算，將地基分成若干個(gè)薄層，其中第 i層的壓縮量為 （ 41） 總壓縮量為 ???? ni cic SS 1 （ 42） 式中： ciS? —— 第 i層的壓縮量； oie —— 第 i層中點(diǎn)的土自重應(yīng)力對(duì)應(yīng)的孔隙比，由室內(nèi)壓縮試驗(yàn) ep 曲線求得； lie —— 第 i層中點(diǎn)的土自重應(yīng)力與附加應(yīng)力和所對(duì)應(yīng)的孔隙比； ih? —— 第 i層土層的厚度。 39。? —— 在第 i層中心點(diǎn)增加的有效附加應(yīng)力。 ）的土層，按下式計(jì)算固結(jié)沉降 1cS ： （ 44） 式中： siC —— 第 i層土的回彈指數(shù)； n—— 土層的數(shù)目。 ）的土層，按下式計(jì)算固結(jié)沉降 2cS ： （ 45） 式中： siC —— 第 i層土的回彈指數(shù)； n—— 土層的數(shù)目。l o g ()39。39。l o g (1))(l o g (1 139。39。 次固結(jié)沉降量 sS 可按下式計(jì)算： （ 49） （ 410） 式中： oie —— 第 i層土的初始孔隙比； ie? —— 次固結(jié)引起的孔隙比的減??； 1t —— 次固結(jié)的起始時(shí)間，可由土樣的壓縮固結(jié)試驗(yàn)來(lái)確定； 2t —— 建筑物的使用年限。?? （ 411） 對(duì)真空排水預(yù)壓法來(lái)說(shuō)，通常 39。 a)雙曲線法 按雙曲線變化規(guī)律，沉降可按式（ 412）計(jì)算： （ 412） 式中： tS —— t 時(shí)刻的沉降量； aS —— 雙曲線起點(diǎn) ta的沉降量； ini oiis heeS ??????1 112log ttCe ii ????)( aaat ttttSS ?? ??? ??交通運(yùn)輸學(xué)院課程設(shè)計(jì) 第 13 頁(yè) α、 β—— 待定系數(shù)。 圖 6 c)n次多項(xiàng)式或二次拋物線 N 次多項(xiàng)式原則上可以將實(shí)際沉降曲線擬合的很好，但因工作量大，切實(shí)際也沒(méi)必要，所以一般取 n為 2，即二次拋物線形式。同時(shí)它對(duì)判斷加固效果、加固時(shí)間長(zhǎng)短、強(qiáng)度增長(zhǎng)。對(duì)于豎向固結(jié)計(jì)算用的是太沙基固結(jié)理論，對(duì)于水平向固結(jié)計(jì)算用的是巴 隆固結(jié)理論。 垂直排水通道的平面布置范圍應(yīng)在基礎(chǔ)或工程要求的加固區(qū)域外增加 1 至 2 排。 tt eU ?? ???1 （ 421） 式中： α、 β—— 排水固結(jié)參數(shù)，各種情況下的 α、 β值見(jiàn)表 41。 H—— 固結(jié)土層豎向滲流的最大距離，單面排水時(shí)， H 取土層的厚度，雙面排水時(shí)，H 取兩排水面間 土層厚度的一半。? ，由于孔隙水壓力是球應(yīng)力，故各個(gè)方向上的有效應(yīng)力 增量相等，因此，真空排水預(yù)壓法加固軟土地基時(shí)，土體是在等向壓力下固結(jié)的。 ① 淺層土體離砂墊層近，孔隙水除了向砂井中匯集外，還流向砂墊層； ② 抽氣過(guò)程中土體表層有局部非飽和區(qū)存在，增加了土中有效應(yīng)力； ③ 砂墊層中負(fù)壓通過(guò)砂井向下傳遞，由于井阻現(xiàn)象，負(fù)壓沿深度逐漸衰減，表層土受到較大的固結(jié)應(yīng)力，使表層強(qiáng)度增長(zhǎng)比深 層大。 1） 有效應(yīng)力法