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5.加筋法通过在土层中埋设强度较大的土工聚合物、拉筋、受力杆件等提高地基承载力、减小沉降、或维持建筑物稳定。
(1)土工合成材料土工合成材料是岩土工程领域中的一种新型建筑材料,是用于土工技术和土木工程,而以聚合物为原料的具渗透性的材料名词的总称。它是将由煤、石油、天然气等原材料制成的高分子聚合物通过纺丝和后处理制成纤维,再加工制成各种类型的产品,置于土体内部、表面或各层土体之间,发挥加强或保护土体的作用。常见的这类纤维有:聚酰胺纤维(PA,如尼龙、锦纶)、聚酯纤维(如涤纶)、聚丙烯纤维(PP,如腈纶)、聚乙烯纤维(PE,如维纶)以及聚氯乙烯纤维(PVC,如氯纶)等。
利用土工合成材料的高强度、韧性等力学性能,扩散土中应力,增大土体的抗拉强度,改善土体或构成加筋土以及各种复合土工结构。土工合成材料的功能是多方面的,主要包括排水作用、反滤作用、隔离作用和加筋作用。
适用于砂土、粘性土和软土,或用作反滤、排水和隔离材料。
(2)加筋土把抗拉能力很强的拉筋埋置在土层中,通过土颗粒和拉筋之间的摩擦力形成一个整体,用以提高土体的稳定性。
适用于人工填土的路堤和挡墙结构。
(3)土层锚杆土层锚杆是依赖于土层与锚固体之间的粘结强度来提供承载力的,它使用在一切需要将拉应力传递到稳定土体中去的工程结构,如边坡稳定、基坑围护结构的支护、地下结构抗浮、高耸结构抗倾覆等。
适用于一切需要将拉应力传递到稳定土体中去的工程。
(4)土钉土钉技术是在土体内放置一定长度和分布密度的土钉体,与土共同作用,用以弥补土体自身强度的不足。不仅提高了土体整体刚度,又弥补了土体的抗拉和抗剪强度低的弱点,显著提高了整体稳定性。
适用于开挖支护和天然边坡的加固。
(5)树根桩法在地基中沿不同方向,设置直径为75~250mm的细桩,可以是竖直桩,也可以是斜桩,形成如树根状的群桩,以支撑结构物,或用以挡土,稳定边坡。
适用于软弱粘性土和杂填土地基。
6.胶结法在软弱地基中部分土体内掺入水泥、水泥砂浆以及石灰等物,形成加固体,与未加固部分形成复合地基,以提高地基承载力和减小沉降。
(1)注浆法其原理是用压力泵把水泥或其它化学浆液注入土体,以达到提高地基承载力、减小沉降、防渗、堵漏等目的。
适用于处理岩基、砂土、粉土、淤泥质粘土、粉质粘土、粘土和一般人工填土,也可加固暗浜和使用在托换工程中。
(2)高压喷射注浆法将带有特殊喷嘴的注浆管,通过钻孔置入要处理土层的预定深度,然后将水泥浆液以高压冲切土体,在喷射浆液的同时,以一定速度旋转、提升,形成水泥土圆柱体;若喷嘴提升而不旋转,则形成墙状固结体。可以提高地基承载力、减少沉降、防止砂土液化、管涌和基坑隆起。
适用于淤泥、淤泥质土、人工填土等地基。对既有建筑物可进行托换加固。
(3)水泥土搅拌法利用水泥、石灰或其它材料作为固化剂的主剂,通过特别的深层搅拌机械,在地基深处就地将软土和固化剂(水泥或石灰的浆液或粉体)强制搅拌,形成坚硬的拌和拄体,与原地层共同形成复合地基。
适用于淤泥、淤泥质土、粉土和含水量较高且地基承载力标准值不大于120kPa的粘性土地基。
7.冷热处理法
冻结法通过人工冷却,使地基温度低到孔隙水的冰点以下,使之冷却,从而具有理想的截水性能和较高的承载力。适用于软粘土或饱和的砂土地层中的临时措施。
4.2复合地基计算理论
1.复合地基定义
复合地基是指天然地基在地基处理过程中部分土体得到增强,或被置换,或在天然地基中设置加筋材料,加固区是由基体(天然地基土体)和增强体两部分组成的人工地基。复合地基与桩基都是采用以桩的形式处理地基,故两者有其相似之处,但复合地基属于地基范畴,而桩基属于基础范畴,所以两者又有其本质区别。复合地基中桩体与基础往往不是直接相连的,它们之间通过垫层(碎石或砂石垫层)来过渡;而桩基中桩体与基础直接相连,两者形成一个整体。因此,它们的受力特性也存在着明显差异。即复合地基的主要受力层在加固体内而桩基的主要受力层是在桩尖以下一定范围内。由于复合地基的理论的最基本假定为桩与桩周土的协调变形。为此,从理论而言,复合地基中也不存在类似桩基中的群桩效应。
2.复合地基分类
根据地基中增强体的方向可分为水平向增强体复合地基和竖向增强体复合地基。水平向增强体复合地基主要包括由各种加筋材料,如土工聚合物、金属材料格栅等形成的复合地基。竖向增强体复合地基通常称为桩体复合地基。
在桩体复合地基中,桩的作用是主要的,而地基处理中桩的类型较多,性能变化较大。为此,复合地基的类型按桩的类型进行划分较妥。然而,桩又可根据成桩所采用的材料以及成桩后桩体的强度(或刚度)来进行分类。
桩体如按成桩所采用的材料可分为:
1)散体土类桩――如碎石桩、砂桩等;
2)水泥土类桩――如水泥土搅拌桩、旋喷桩等;
3)混凝土类桩――树根桩、CFG桩等。
桩体如按成桩后的桩体的强度(或刚度)可分为:
1)柔性桩――散体土类桩属于此类桩;
2)半刚性桩――水泥土类桩;
3)刚性桩――混凝土类桩。
半刚性桩中水泥掺入量的大小将直接影响桩体的强度。当掺入量较小时,桩体的特性类似柔性桩;而当掺入量较大时,又类似于刚性桩,为此,它具有双重特性。
由柔性桩和桩间土所组成的复合地基可称为柔性桩复合地基,其它依次为半刚性桩复合地基、刚性桩复合地基。
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