软地基课程设计分析.doc

路基设计原理课设 专业： 交通工程 姓名： 付海兵 学号： 20120110020229 这学期我们学习了路基路面这门课程，此次主要针对软地基处理加固问题是工程建设中的技术关键之一，并在很大程度上控制着工程投资总额和工期的长短。它的任务在于减小地基变形和减少建筑物的沉降量，提高地基承载力，保证上部结构的安全和正常使用。但是，软土由于其多相性、高压缩性以及时空变异性而表现出十分复杂的力学性能，国内各地区的地形、地质条件较大差别，这也给地基处理增加了很大难度。 软地基处理是岩土工程领域必威体育精装版发展迅速的一门学科，它是以土力学为基本原理，以工程勘测、设计、施工、监测及检测为基本内容的综合性技术学科，是土木工程的一个组成部分。到目前为止，我们掌握了一些处理方法，改进了处理技艺，但目前软地基处理的理论与工程实践之间还有相当大的差距，仍然是有待进一步发展和试验的学科。本次课程设计主要介绍排水固结处理技术，有不足的地方望大家积极指正。排水固结处理 排水固结处理概念 经由各类水域沉积而成的饱和软粘土和充填土等软弱土层广泛分布在我国许多地区。由于这类土含水量高、压缩性大、强度低、透水性差，将其作为天然地基使用，不仅承载力很低，而且在建筑荷载作用下会产生相当大的沉降和差异沉降，且沉降变形持续时间很长，不能满足建筑物对地基的各项要求。因此，这种地基通常需要采取处理措施，排水固结法就是处理软黏土地基的有效方法之一。该法是对天然地基或先在地基中设置砂井等竖向排水井，然后利用建筑物本身所承受的重力分级逐渐加载，或是在建筑建造以前，在场地先行加载预压，是土体中的孔隙水排出，逐渐固结，地基发生沉降，同事强度逐步提高的方法。 根据排水固结原理发展起来的一类处理方法可有效解决这类地层的沉降和稳定问题，它由加压系统和排水系统两个主要部分组成，常用的排水和加压方法如图1-1所示,。加压系统是为地基提供必要的固结压力而设置的，它使地基土层因产生附加压力而发生排水固结。 设置排水系统则是为了改善地基原有的天然排水系统的边界条件，增加孔隙水排出路径，缩短排水距离，从而加速地基土的固结进程。如果没有加压系统，排水固结就没有动力，即不能形成超静水压力，即使有良好的排水系统，土层排水路径少，排水距离长，即使有加压系统，孔隙水排出速度仍很慢，预压期间难以完成设计要求的固结沉降量，地基强度也就难以及时提高，进一步的加载也就无法顺利进行。因此加压和排水系统是相辅相成的。除了少数天然排水系统能满足要求的情况，排水固结加固地基一般均应设置这两个系统。 排水固结法的作用与试用范围 排水固结处理的主要作用表现在两方面。 降低压缩性。通过排水固结处理，可使地基沉降在加载期间大部分或基本完成，从而大大减小建筑物建成后的沉降和差异沉降。 提高强度。排水固结加速了地基抗剪强度的增长，从而提高了地基的承载力和稳定性。 排水固结处理适用于淤泥质土、淤泥和填充土等饱和黏性土地基。 目前在地基处理工程中广泛应用、行之有效的方法是堆载预压，特别是砂井堆载预压法。对沉降要求严格的建筑物、冷藏仓库、机场跑道等，常用该法。待预压期间的沉降达到设计要求后，移去预压荷载再开始建筑施工。对于以加速地基土排水固结、缩短工期为目的的工程，如大坝、路堤、海港码头等填方工程，则不需要额外的预压材料，直接利用填方本身的所承受的重力分级加载压密，工程费用低。对于油罐地基，则可利用油罐冲水预压这一特殊方式分级加载处理。 此外真空预压、降水预压、电渗法等也因各自不同特点，在各类工程中获得应用。应当指出的是，排水固结法还可以与其他类地基处理方法联合使用，不同的排水固结方法亦可联合使用。如天津新港在建设过程中就曾使用真空预压提高地基的强度，然后在设置碎石桩形成复合地基。 三.排水固结原理 土层的排水固结效果和它的排水边界条件有关。如图所示的排水边界条件，即土层厚度相对荷载宽度（或直径）来说比较小，这时土层中的孔隙水向上、下两透水层面排出而使土层发生固结，称为竖向排水固结。根据固结理论，黏性土固结所需的时间和排水的距离平方成正比，土层越厚，固结延续时间越长。为了加速土层的固结，最有效的方法就是增加土层的排水途径，如图所示设置砂井、塑料排水板等竖向排水体等以缩短排水距离，因而大大加速了地基的固结速率或沉降速率。 图 1-2 排水固结法改善排水边界条件原理 在加压荷载作用下，土层的排水固结过程，在实质上就是孔隙水压力消散和有效应力增加的过程。用填土等外加荷载对地基进行预压，是通过增加总应力，并使孔隙水消散来增加有效应力的方法。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