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岩土技术丨排水固结地基处理介绍:堆载预压和真空预压

2023-10-12 10:29 作者:盛洲地基工程  | 我要投稿

我国中东部及沿海地区的城市中,越来越多的基础设施项目需要在软弱地基上进行修建,软弱地基土体具有物理力学性质差,含水率高,强度低,透水性差等特点。所以基础设施开始之前需要先进行地基处理,通过对应措施使土体发生固结沉降,并且沉降趋于稳定后再进行建筑物施工。

目前常用软土固结处理方法有排水固结和复合地基处理方法两种,其中排水固结主要有:堆载预压法、真空预压法、超载预压法、真空联合堆载预压法。复合地基处理方法包括:碎石桩地基、CFG桩地基、搅拌桩等方法。

排水固结预压法介绍

预压法是一种常见的软土地及加固处理方法,其主要是在软土地基上施加一定量的荷载,让地基土在荷载作用下逐渐压密固结、重新稳定,从而减少地基后续沉降,提高土体的水平承载能力。预压法由两个系统组成:

(1)排水系统,一般由竖向排水井和水平排水层组成,地基在设置排水系统后土体内部原有排水边界发生变化,孔隙水排除通道增加,竖向排水一般采用:普通沙井、袋装沙井、塑料排水板等,水平排水一般采用:砂沟、砂垫层、排水滤管。

(2)加压系统,通过一定的荷载使固结压力增加,加快固结作用,加压方法主要有堆载法、真空法、真空联合堆载预压法等。

堆载预压法是将需要处理的地基平整后,在表面铺设一定的砂垫层作为水平排水通道,之后按照一定的间距打入砂井或者塑料排水板,最后施加一定的预压荷载。在预压荷载下地基发生沉降。

真空预压法需将处理的地基平整后,在表面铺设一定厚度的砂垫层并在砂垫层中埋入滤水通道,以砂垫层和排水通道作为水平排水系统,土体中打入砂井或者塑料排水板。最后将不透气的真空膜铺设在砂垫层上,真空膜外边界埋入黏土内或者密封沟中形成密封空间。通过射流泵持续抽吸砂垫层中的滤水管,将真空膜下的砂垫层空气抽出,土体内部形成相对负压,在负压的作用下孔隙水加快排出,土体固结后土体的承载能力大幅度提升。

堆载预压法加固软土地基时,在荷载开始施加时全部由土体以及内部孔隙水压力承担,根据有效应力原理,有效应力不变,土体内部孔隙水压力增大,超出排水结构上的孔隙水压力,形成压力差,孔隙水在压力差的作用下像排水边界流动。随着压力差减小孔隙水压力逐渐转换为有效应力,土体孔隙体积逐渐减小土体压密固结达到新的平衡。

软土地基的排水固接效果与排水边界条件有关,地基软黏土层越厚,排水距离越长,其估计所需时间越长。堆载预压法通过插入塑料排水板后打通了土体内部之间的排水通道,减小排水距离,使达到相同固结度时所需要的时间更短。

进行真空预压时,在抽真空之前,真空膜下土体内部的孔隙水压力和塑料排水板内的空隙压力基本相等,抽真空后砂垫层和塑料排水板中的水气流体被抽出,膜下行成真空负压,由于砂垫层和塑料排水板渗透性好,真空负压直接作用于塑料排水板和砂垫层中孔隙水,随着水气抽出后排水边界的孔隙水压力快速下降,低于土体原孔隙水压力,膜内行成负的超静孔隙水压力,土体内水气在压力差作用下从塑料排水板神流到砂垫层,之后通过滤水管从真空射流泵排出。

来源:广州市盛洲地基基础工程有限公司

广州市盛洲地基基础工程有限公司总部坐落于美丽的羊城广州,拥有国家地基基础工程专业承包壹级资质,是一家专注从事真空预压工法软地基处理施工企业。公司配套有插板机、搅拌桩机、挖掘机、真空设备、水上工程船、自有一万平塑料排水板材料生产厂和设备基地,满足各类大小的地基处理工程施工需求。

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