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砂桩处理淤泥质黏土地基承载力性能研究

时间:2022-10-31 08:36:01 来源:网友投稿

摘要:通过规范化标准公式来对不同桩土地基承载力进行处理,并借助有限元计算分析软件来明确地基承载力数值,便于为砂桩淤泥质黏土地基承载力计算提供切实可行的参考依据。本文主要对砂桩处理淤泥质黏土地基承载力性能展开有效研究。

Abstract: This paper deals with the bearing capacity of different pile foundations through the standardization of the standard formula, and uses the finite element calculation and analysis software to determine the foundation bearing capacity value, which is convenient to provide a practical reference for the calculation of the bearing capacity of the silty clay foundation.

关键词:砂桩;淤泥质黏土;地基承载力

Key words: sand pile;silty clay;foundation bearing capacity

中图分类号:U443.15 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2018)18-0145-02

0 引言

对于现阶段大多数工程项目来说,在具体建造过程中地基承载力往往很难得到满足,需要施工人员能够采取合理化的手段来实现地基加固效果,通常对淤泥质黏土可实施砂桩处理方法,严格按照规范标准公式展开地基承载力计算,最终可将计算得出结果与理论结果展开对比,如果保持一致就代表着该种计算方法准确性较高,有利于大大延长工程项目使用寿命。

1 案例分析

在此以某地基处理工程为例,该工程地处长江沿岸,基于工作人员的调查勘探可以发现,该地基工程表面属于淤泥粉质黏土类型,底层标高约为-6.0m,而顶层标高约为+3.4m左右,其中淤泥质黏土承載力数值处于90kPa范围内,而粉砂土层承载力数值也为90kPa。

2 关于淤泥质黏土地基承载力的简要概述

所谓地基承载力主要就是指地基表面实际承担荷载能力,若是地基无法承担荷载,便会逐渐出现变形情况,荷载越大变形幅度越大,最初阶段地基承载力应处于相对弹性平衡状态,具备一定安全承载能力,但如果荷载已经无法满足强度状态,该区域地基就会因强烈破坏而趋于极限平衡状态,土中应力必然需要重新分布,但若是极限平衡状态涉及范围较小,那么则可快速恢复到弹性平衡状态,促使地基承载力逐渐趋于稳定标准,但工作人员还需对地基变形隐患展开详细检测,严格禁止变形计算数值超出允许范围。

基于当前实际情况来看,最常见的几种地基承载力检测方法包括:原位试验法、规范表格法、实地经验法及理论公式法等,其中原位试验法就是指借助现场试验操作明确地基承载力的一种方法,如标准贯入、旁压试验及载荷试验等,可以说是最为牢靠的一种试验计算方法;规范表格法就是指充分参考鉴别指标、现场指标及室内指标等多种依据,通过表格设置方法明确得出地基承载力,往往规范标准不同其实际承载力结果也是存在着较大差距,应引起高度重视;实地经验法是指根据当地环境实际操作经验展开判断明确的一种方法,属于宏观辅助类型;理论公式法就是指根据土质抗剪强度指标大小进行承载力计算的一种方法,因该种方法专业性和依据性较强往往使用频率也是较高。

与混凝土、钢等材料相比较而言淤泥质黏土的最大不同便在于其属于可变形性材料,往往随着荷载程度的不断加大地基变形也会随之增加,致使试验计算人员很难真正界定出其极限值,然而随着理论知识和计算公式的不断创新丰富,地基承载力数值也变得更加多样化,但仍然没有一个界定判断标准,而是仅仅依靠以往操作经验和安全系数不断调整改进,尽可能做到满足每一类型工程地基承载力要求状态。除此之外其还与底面大小、形状及结构深度等有着密切联系,无法作为土质特征的唯一指标,再加上地基设计是在充分确保地基处于稳定前提下方可进行。由此可以看出,一旦地基出现变形情况且变形程度已严重超出限定数值就代表着地基承载力已由变形控制起来,对工程项目正式投入使用的安全性能无法准确保障。

3 关于原始地基承载力数值计算分析

通过有限元计算方法可对工程项目原始地基展开载荷试验操作,并且在此基础上还可逐渐计算总结不同荷载条件下地基沉降量的变化情况,具体阐述如下:

第一,数值模型构建。一般情况下,在对某工程项目现场地基承载力和砂桩承载力进行模拟形式计算操作时,试验人员应严格保证模型尺寸大小控制在长10m、宽10m范围内,随后在该区域内进行加载板的设置,将加载板直径设为1.32m,具体如图1所示。同时为确保模型计算结果准确性,试验人员还要设置厚度为6m粉砂土层和厚度为9m淤泥粉质黏土,其中砂桩处理中所具体使用的承载力计算模型为厚度约在16m左右的砂层地基。

第二,明确载荷板加载量。在采取载荷板试验明确地基承载力数值时,操作人员应严格按照标准土层特征对平均每层荷载加载量合理控制,通常来说正常黏土荷载量为25-100kPa之间,而粗砂荷载量则在50-200kPa之间。若是基于淤泥质黏土类型来说则需将荷载量定为25kPa展开模拟计算,而对于中粗砂荷载量则选取50kPa展开计算。

第三,模拟计算结果。模拟试验人员在对淤泥质黏土进行地基载荷操作时,会按照平均每次增加25kPa顺序实施,进而获得对应地基沉降量,分别为-25kPa、-50kPa、-75kPa及-100kPa等,由此可以看出随着作用荷载的不断增大地基沉降量也会随之增加。

第四,地基承载力数值明确。基于相关规范标准了解到,若想明确地基承载力特征值可借助沉降标准的作用,如取地基沉降对应的荷载值。从淤泥质黏土地基角度来看,因地基压缩性能较强,因而通常可选取0.02b为主要参照样本,并且还能选择该区域为原始地基承载力特征值,从而更加深入了解地基承载力的实际情况。

4 砂桩处理淤泥质黏土地基承载力数值模拟计算

根据相关调查显示,在采用砂桩对淤泥质黏土地基开展处理工作时,需明确保证砂桩间距、直径大小及尺寸规格均符合标准要求,并且在此基础上高效开展复合地基载荷试验操作,确保每次载荷增加约25kPa,促使复合地基能在各种作用因素影响下得出地基沉降数值,关于复合地基曲线如图2所示。从中可以发现,该曲线全过程中最大复合地基承载力特征值就为125kPa。

同时在明确得出淤泥质黏土地基承载力数值后,试验操作人员便要立即展开计算结果对比分析工作,结果发现计算得到原始地基承载力数值约为98kPa,与实际勘探数值基本趋于一致,并且模拟计算数值中的原始地基承载力与砂桩相对应的粗砂地基承载力有着密切联系,因而需要试验操作人员能够严格按照标准规定公式展开计算,便于明确复合地基承载力特征值。除此之外,试验操作人员还可使用数值计算方法来对复合地基展开载荷板试验,在保证复合地基承载力数值准确性基础上与上述提到方法处于一致状态。在此期间还需注意一点便是通过数值计算方法得到的复合地基承载力数值,与按照标准公式计算取得的数值一定吻合,如图3所示。

因此在开展砂桩处理淤泥质黏土地基承载力计算工作时,计算人员需尽可能使用砂桩半径为0.3m、桩间距为1.2m的等边三角形实施布置,在充分保证桩长为10m基础上针对淤泥质黏土开展加固处理,并且在砂桩处理地基承载力计算期间,还需严格按照标准规范公式实行。基于实际地基调查资料发现,淤泥质黏土地基承载力特征数值为90kPa,若是不同桩土应力相对应复合地基承载力特征数值也存在一定差距,也就表示着不同桩土应力对应复合地基承载力大小也有着根本区别,这时就需试验人员能够采用合理化的地基承载力检测方法,促使淤泥质黏土地基承载力性能能够得到最大限度发挥。

5 结束语

总而言之,新时期发展背景下,工程项目建设数量愈发增多,相应的地基承载力要求也就更高,为促使其充分达到标准状态,就需工作人员能够针对地基承载力性能展开深入化研究分析,大力开展承载力性能模拟试验,根据得出数值信息展开全面总结分析,为砂桩处理淤泥质黏土地基承载力的计算提供切实可行的参考依据,促使这种地基处理方法被更加廣泛的应用。

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