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2017岩土工程师专业知识复习

 

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  预压法 3.2.1 基本概念

  预压法包括堆载预压法和真空预压法。还可进行真空~堆载联合预压。

  1. 堆载预压法

  是指在建筑物或构筑物建造前,先在拟建场地上用堆土或其他荷重,施加或分级施加与 其相当的荷载,对地基土进行预压,使土体中孔隙水排出,孔隙体积变小,地基土压密,以增长土体的抗剪强度,提高地基承载力和稳定性;同时可减小土体的压缩性,消除沉降量以便在使用期间不致产生有害的沉降和沉降差。其中堆载预压法处理深度一般达10米左右。

  由于软土的渗透性很小,土中水排出速率很慢,为了加速土的固结,缩短预压时间,常在土中打设砂井,作为土中水从土中排出的通道,使土中水排出的路径大大缩短,然后进行堆载预压,使软土中空隙水压力得以较快地消散,这种方法称为砂井堆载预压法。有时,也在土中插入排水塑料带,代替砂井。由于塑料排水带可采用专用向土中插入塑料排水带的插板机施工,施工速度很快,得到较多应用。

  2.真空预压法

  真空预压法是先在需加固的软土地基表面铺设一层透水砂垫层或砂砾层,再在其上覆盖一层不透气的塑料薄膜或橡胶布,四周密封好与大气隔绝,在砂垫层内埋设渗水管道,然后与真空泵连通进行抽气,使透水材料保持较高真空度,在土的孔隙水中产生负的孔隙水压力,将土中孔隙水和空气逐渐吸出,从而使土体固结。

  因此,预压法(排水固结法)可用于解决地基的沉降和稳定问题。预压法须满足两个基本要素:即加荷系统和排水通道。加荷系统是地基固结所需的荷载;排水通道是加速地基固结的排水措施。加荷系统可有多种方式,如堆载、真空预压、降水以及联合预压等;排水通道可以利用地基中天然排水层,否则,可人为增设排水通道,如砂井(普通砂井或袋装砂井)、塑料排水板、水平砂垫层等。

  3.2.2 适用范围

  适用于淤泥、淤泥质土和冲填土等饱和粘性土地基。

  3.2.2 加固机理

  饱和软黏土地基在荷载作用下,孔隙中的水被慢慢排出,孔隙体积慢慢地减小,地基发生固结变形,同时,随着超静孔隙水压力逐渐消散,有效应力逐渐提高,地基土的强度逐渐增长。所以,土体在受压固结时,一方面孔隙比减小产生压缩,一方面抗剪强度也得到提高。这说明,如果在建筑场地先加一个和上部建筑物相同的压力进行预压,使土层固结然后卸除荷载,再建造建筑物。这样,建筑物所引起的沉降即可大大减小。如果预压荷载大于建筑物荷载,即所谓超载预压,则效果更好,因为,经过超载预压,当土层的固结压力大于使用荷载下的固结压力时,原来的正常固结黏土层将处于超固结状态,而使土层在使用荷载下的变形大为减小。

  在荷载作用下,土层的固结过程就是孔隙水压力消散和有效应力增加的过程。如地基内某点的总应力为σ,有效应力为σ',孔隙水压力为u,则三者有以下关系。

  σ'=σ-u (3.2-1)

  用填土等外加荷载对地基进行预压,是通过增加总应力σ并使孔隙水压力u消散来增加有效应力σ'的方法。降低地下水位和电渗排水则是在总应力不变的情况下,通过减小孔隙水压力来增加有效应力的方法。真空预压是通过覆盖于地面的密封膜下抽...