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《氣擠壓排水法加固軟基制方法分析》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫。
1、氣擠壓排水法加固軟基制方法分析第一章緒論1.1課題的研究背景目前，對(duì)軟土地基進(jìn)行加固處理的方法有多種，砂石料置換法、水泥攪拌加固法、堆載預(yù)壓法和真空預(yù)壓法等是比較常用和技術(shù)較為成熟的。這幾種方法又各有其特點(diǎn)。砂石料置換法是用砂石料全部或部分置換軟土層而提高地基承載力的方法，該方法效果好，但成本高，在砂石料缺乏的地區(qū)不適用于大面積的軟基加固處理。水泥攪拌加固法是將水泥漿或干水泥粉均勻地與軟土拌和成水泥土，水泥與水和軟土發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，水泥土硬化后，地基的承載能力提高，該方法效果好，但成本很高，需要專用的拌和設(shè)備。真空預(yù)壓法
2、也是先在軟土地基上打設(shè)砂井或塑料排水板等排水設(shè)施，再在地基表面鋪設(shè)砂墊層，然后在砂墊層上面和加固區(qū)域四周鋪設(shè)不透氣的塑料膜，最后進(jìn)行抽真空壓載，使軟土地基土層中的水分排出，提高軟土地基土層的承載力，該方法所施加的壓力有限，不超過一個(gè)大氣壓，需要抽真空施加壓載的時(shí)間長(zhǎng)，一般為3~6個(gè)月，且加固效果一般。堆載預(yù)壓法是先在軟土地基上打設(shè)砂井或塑料排水板等排水設(shè)施，再在地基表面鋪設(shè)砂墊層，然后在砂墊層上用堆土或堆重物等方法進(jìn)行壓載，使軟土地基土層中的水分排出，從而提高軟土地基土層的承載力，該方法所需要的壓載時(shí)間長(zhǎng)，需要對(duì)壓載物
3、進(jìn)行轉(zhuǎn)運(yùn)，加固效果一般。真空預(yù)壓法和堆載預(yù)壓法均需要打設(shè)排水設(shè)施，鋪設(shè)砂墊層，同時(shí)加固后會(huì)使地面產(chǎn)生較大的沉降，然后需要用砂石料來回填，這樣需要的砂石料用量較大，在砂石料缺乏的地區(qū)成本較高，此外，對(duì)壓載物進(jìn)行轉(zhuǎn)運(yùn)和抽真空均需要較大的能耗。在砂石料缺乏的地區(qū)，對(duì)大范圍的軟土地基場(chǎng)地進(jìn)行加固處理時(shí)，采用真空預(yù)壓法相對(duì)較為經(jīng)濟(jì)[1]。上述幾種軟基處理方法各有其優(yōu)缺點(diǎn)和適用性。本課題于別社安教授的發(fā)明專利2007100570128-氣擠壓排水加固軟土地基的方法及使用的氣囊，這是一種適用性強(qiáng)、便于實(shí)施、加固效果好、加固工期短、成
4、本較低的軟土地基加固方法和裝置[1]。1.2氣擠壓加固軟土地基的方法介紹1.2.1氣擠壓加固軟基的裝置介紹圖1-1是氣擠壓加固軟基方法所使用的氣囊裝置，主要包括1氣囊、2氣囊腔、3輸氣管接口、4插桿、5輸氣管、6輸氣管閥門、7圓錐形插頭，共七個(gè)部分。氣囊裝置主要有以下幾個(gè)特征：包括具有彈性的多腔室的氣囊體1，氣囊體內(nèi)沿著氣囊體的長(zhǎng)度方向設(shè)有一根插桿4，氣囊體1固定于插桿4上，在插桿4的下端于氣囊體之外是圓錐形插頭7，氣囊體內(nèi)設(shè)置獨(dú)自密閉的腔室2，每個(gè)腔室設(shè)連接輸氣管5的接口3，輸氣管上設(shè)置閥門6。另外，氣囊體內(nèi)層為橡膠
5、類材料，外層為疏水性材料，內(nèi)外兩層材料用膠粘接。氣囊體充氣后，呈圓柱形、或不規(guī)則圓柱形、或長(zhǎng)方體形、或十字柱形、或帶凸肋的多邊形柱體、或帶凸肋的圓柱形柱體，伸展直徑為0.1~2.0m，長(zhǎng)度為1.0m~30.0m。氣囊體的腔室為1~10個(gè)。圓錐形插頭直徑大于插桿直徑，插頭的圓錐頂面直徑為3cm~20cm。1.2.2氣擠壓加固軟基方法的施工流程（1）施工流程氣擠壓排水固結(jié)加固軟土地基的施工主要包括以下幾個(gè)過程：把氣囊腔內(nèi)的氣體排凈，然后將氣囊置入需要加固的軟土地基土層中；向置入土層中的氣囊腔內(nèi)充氣，根據(jù)氣囊的埋入深度和土層
6、的軟弱程度，將氣囊腔內(nèi)的氣壓強(qiáng)度控制在10~1000KPa范圍內(nèi)，氣囊擴(kuò)張而擠壓其周圍的土層，土層受到氣囊的擠壓時(shí)排水變密實(shí)；定期觀測(cè)氣囊腔內(nèi)氣壓強(qiáng)度的變化并及時(shí)補(bǔ)氣，保持氣囊腔內(nèi)氣壓強(qiáng)度基本穩(wěn)定；保持氣囊擠壓土層一段時(shí)間，待土層排水固結(jié)達(dá)到密實(shí)要求時(shí)，釋放氣囊腔內(nèi)氣體，使之收縮；在氣囊收縮過程中，邊收縮邊向氣囊與土層之間形成的孔洞間隙中填充土料或砂石料，同時(shí)向外拔出氣囊；至氣囊全部拔出后，將孔洞用土料或砂石料填實(shí)，完成軟土地基的加固。具體實(shí)施工序包括圖1-2所示的四個(gè)步驟：（a）氣囊插入到軟土地基中（b）氣囊充氣擠壓
7、土體（c）固結(jié)完成后氣囊放氣拔出，同時(shí)用砂石料填充孔洞（d）完成土體加固[1]。第二章有限元模型建立2.1土工有限元軟件PLAXISPLAXIS程序是荷蘭開發(fā)的大型巖土工程有限元分析軟件，是用于分析巖土工程問題的二維有限元計(jì)算程序。PLAXIS軟件應(yīng)用性非常強(qiáng)，能夠模擬復(fù)雜的工程地質(zhì)條件，尤其適合用于變形和穩(wěn)定性的分析。PLAXIS2D軟件能夠計(jì)算平面應(yīng)變問題和軸對(duì)稱兩類工程問題。對(duì)于平面應(yīng)變問題，PLAXIS假定垂直于橫斷面方向上的位移為0。因而，對(duì)于諸如路基、擋土墻等許多可以簡(jiǎn)化為平面應(yīng)變的問題的都適用。軸對(duì)稱問題
8、要求所考慮的問題為圓形結(jié)構(gòu)，且在半徑方向的斷面基本一致，加載圍繞中心軸。軸對(duì)稱問題假定任一半徑方向斷面上的應(yīng)變、應(yīng)力都相同。對(duì)于軸對(duì)稱問題，X軸方向代表半徑的方向，Y軸方向代表中軸線方向[13]。PLAXIS軟件能夠模擬的元素有土體、板、墻、梁結(jié)構(gòu)、各種元素與土體的接觸面、土工織物、錨桿、隧道和樁基礎(chǔ)。PLAXIS軟件能分析的計(jì)算
