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浅谈塑料排水板在软基处理中比较研究
浅谈塑料排水板在软基处理中比较研究
摘要:目前,袋装砂井和塑料排水板都是软基处理中应用比较广泛的方法,本文主要阐述了排水固结法处理软土路基的基本原理、特点、适用范围、施工工艺、质量控制及检验等方面作系统的阐述和简要的比较分析。
关键词:软土处理;排水固结法;袋装砂井;
1 引言
我国东南沿海和内陆地区广泛分布着海相、湖相以及河相沉积而成的软弱地基,且不少情况埋藏深厚。这种土的特点是含水量大,重度小,压缩性高,强度低,承载力小,且灵敏度高,透水性差,具有显著的流变特性。这种软弱地基在建筑物荷载作用下会产生相当大的沉
降和沉降差,而且沉降的延续时间很长,很难满足建(构)筑物对地基变形和稳定性要求,通常要采取一定的处理措施,排水固结法就是处理软黏土地基行之有效的方法之一。
排水固结法可以解决沉降与稳定问题。沉降问题即是使地基的沉降在加载预压期间大部分或基本完成,使构筑物在使用期间不产生不利的沉降或沉降差;稳定问题即加速地基土的抗剪强度的增长,从而提高地基的承载力和稳定性。目前,工程上所应用的排水竖井有普通砂井、袋装砂井和塑料排水板,本文将对袋装砂井和塑料排水板相关内容进行简要的阐述和比较。
2 加固原理
2.1 袋装砂井
采用振动、锤击或静压方式把井管沉入软土层内,然后向井管中放入预先装好砂料的圆柱形砂袋,最后拔起井管将砂袋充填在孔中形成砂井,在砂井顶面铺设排水砂垫层,组成垂直和水平排水通道,然后在上部堆载预压,使土中孔隙水迅速排出,以降低孔隙比和含水量,
增加土体密实度,使软土在较短时间内达到较高的固结度, 从而提高软土路基的承载力和抗剪能力,达到加固地基的目的。
2.2 塑料排水板
在特制的插设机械作用下,把塑料排水板按一定间距插入软土地基中, 因塑料排水板能以较低的进水阻力聚集从周围土体中排出的孔隙水, 故利用塑料排水板通道作为竖向排水系统,铺设水平垫层作为横向排水系统,在加载预压的作用下, 软土中的孔隙水和空气顺着垂直排水通道排出,再经砂垫层横向排出加固地基之外??使土体达到固结的效果, 从而提高地基的承载力。
2.3 分析比较
不难看出,袋装砂井和塑料排水板加固机理基本相同,借助机械设备完成之后,在地基中主要都是作为竖向排水体,增加排水路径,缩短排水距离,在荷载作用下加速地基的排水固结、沉降发展和强度增长,从而改善地基的动力与静力变形性质,提高地基的抗剪强度、承载力及稳定性,在规定的施工工期内,使建筑物达到满足设计的地基稳定性、承载力及容许沉降的要求。
3 特点及适用范围
3.1 袋装砂井
袋装砂井加固软土地基法属于垂直排水加固地基方法, 是在一般砂井法的基础上发展起来的一种新工艺、新技术。从诸多工程实例[1]来看,袋装砂井具有以下特点:
⑴本工法采用袋装砂井的直径一般为7~12cm,间距为100~350cm,加固地基深度20m 左右;
⑵因砂袋具有一定的抗拉强度和韧性,能在地基产生变形的情况下,保持砂井排水的连续与畅通,故排水效果明显、可靠;
⑶不易混入泥砂,透水性好;
⑷施工设备实现了轻型化,施工灵活对地基及周围建筑物扰动小;
⑸施工速度快、工程造价低。
本工法适用于软黏土和超软黏土地区的铁路、公路、机场、码头、工业与民用建筑物等地基加固工程, 尤其适用于对周围受扰动条件限制的地基加固工程。
3.2 塑料排水带
塑料排水板有复合型和单一型两类。目前,在我国公路施工中多数使用的是复合型结构。其结构由用于滤水的外膜及形成骨架和排水通道的蕊板组成。蕊板是用高压聚乙烯工程塑料制成, 板面两侧沿纵向嵌有若干条不同断面形式的排水沟槽构成排水通道。蕊板表面光滑, 尺寸均一,并能耐酸碱、抗腐蚀。滤水外膜为绦纶无纺土工布, 套在蕊板外层, 用来过滤土体中排出的孔隙水, 防止蕊板排水通道被土颗粒堵塞, 保证排水通畅。塑料排水板是一种能够加速软土地基排水固结的垂直排水材料。
3.3 分析比较
由上所述,袋装砂井和塑料排水板皆具有排水迅速, 效果明显, 施工快捷, 质量易于控制, 成本低廉等特点, 据相关工程实践证明[2],单就成本方面,塑料排水板较优于袋装砂井,且在固结软土地基特别是在深厚层软土基和缺砂软基地带, 塑料排水板具有良好和更广的应用前景。
4 施工工艺
4.1 袋装砂井
4.1.1 施工准备
⑴认真熟悉施工图纸,领会设计要点,编制特殊作业指导书。
⑵施工组织。
机具设备:
目前有专用打设机、轻型柴油打设机(DD-6 型)、门式打设机三种,应根据软土层厚、总工程量的大小,以及工期要求,选择振动式打桩机型号、确定进场台数。配套设备
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