给水排水工程施工课件(编辑修改稿)

给水排水工程施工课件(编辑修改稿)内容摘要：

(322)  即 (323)  式中 F0— 砂桩加固范围总面积。  总桩数 n为：  (324)  每个桩孔用砂量 g为：  (325) hVeeehV 0010111)( )(1 20010 mFeeeF24dFn)% ) (1()1(422KNehdg    式中 d— 桩孔直径 (m)；  h— 桩长 (m)；  — 砂密度 (KN/m3)；  e2— 桩孔中砂捣实后的孔隙比；  — 砂含水量。  (三 )砂桩施工  挤密砂桩的桩孔借工具管打设。  工具管为一钢管。 砂桩施工的基本过程是将工具管打入土层中，形成注孔。 然后在注孔内填入并压实砂或其他填料，同时把工具管拔出。  图 315所示为末端装设单向舌门的工具管。 工具管在土中成孔后，自管上端灌砂，提起工具管．舌门打开，砂就漏入桩孔。  图 316所示为下端由两块半圆舌门组成，在管内外设有压缩空气管的工具管。 通入管内的压缩空气的作用是为了注砂，而管外压缩空气的作用是为有助于穿透复杂土层，保证桩孔成型。  施工方法有振动压实法、地基振浮压实法和挤实砂振法等。  振动式砂校施工的机械设备如图 317所示。 工具管由起重机吊挂定位，在工具管顶端上设有振动器。 首先，借振动器的高频振动，将工具管打入至设计深度，然后砂料由提砂斗提升，经投砂口投入工具管，提起工具管，砂舌门漏出。 当工具管再次放下时，舌门关闭并与砂子接触。 此时，开动振动器，低频低幅的振动经过工具管将砂子击实，施工过程如图 318所示。  砂桩振动成桩过程中，为了保证施工质量应采用如图 319所示的装置，测定工具管打入深度，工具管内砂面标高或投入工具管砂的斗数以及振动器的工作电流。  为了确定加固后地基承载能力，应对加固土层进行承载能力的试验。  粘土层的排水压实过程中，发生地基下沉，土内间隙水压力减少，以及粘着力提高。 地基下沉值可采用测深板 (图 320)测定。 测深板埋入地下，记录土在压实前后的测深板顶标高，即可得地基下沉值。  间隙水压力可用图 321所示的间隙水压力计测定。 间隙水压力 为：  (326)  式中 W— 水相对密度；  — 水银相对密度。  则 点的压力面高度为：  (327)  粘着力增加值通常取土样测定，或用放射性同位素测定。  (四 )粘土 — 砂井 (砂桩 )复合地基  hH W  2WWhHH 21  滞水粘土地基或饱和粘土地基加固的主要措施是设法排除土层内水分。 土孔隙中水被排除，土体在外载作用下就可被压密。 提高滞水层排水速度的方法很多，缩短径流途径、增加滞水层土体承载，都有助于粘土中水分排除。  砂井是利用加荷载而使粘土加速固结，土的孔隙比和含水量减少。 并由于固结沉降而提高抗剪强度的方法。  如图 322所示，在滞水层内打设砂桩，并在桩顶铺砂垫层，砂垫层上再可堆载。 砂桩作为排水管道，使地下水径流途径缩短，水经砂垫层而排走。 在砂垫层上加载，加速土中水的排除，使固结沉降。  砂井按正三角形布置时，地下水径流距离 de为图 323所示。  砂井按正方形布置时：  (328)  (329)  式中 d— 砂井布置间距。  常用的砂井间距为 ~3m。  滞水层的压实时间和砂井直径 dw和径流距离 de有关，如图 324所示。 井径比，即砂井间距与砂井直径之比 N＝ d/dw，一般为 5~9。 但是，大直径砂井施工较困难。 而砂井直径过小，细颗粒进入砂井，有可能导致 “ 断裂 ” ，或者砂井中粘土粒混入过多，均使砂井渗透性恶化，砂井排水效率急剧下降。 常用砂井直径为 ~。 dd e dd e   但是，砂井的实际作用并不仅仅作为排水管道。 由于砂井的影响，使砂井周围的粘性土产生固结效果，压实砂井成为饱和粘性地基的加固材料。 荷载较多地集中在砂井，导致了粘性土与砂井整体作用的复合地基。  复合地基的承载力将较原地基承载力提高。 根据计算和实测，原地基的平均主应力 p0为：  (330)  则砂井建立后平均主应力为 :  (331)  式中 k— 静止土压力系数；  z— 覆盖土压力；  c— 粘聚力； 3/)21(0 zkP 3/)]/l n (4)21[( rRckP z    r— 矢径；  R— 塑性区域的半径。  复合地基中的应力状态为粘土层与砂井两者同时发挥抗剪强度作用，则深度 Z处复合地基的抗剪强度 为：  (323)  c— 粘性土的粘聚力；  s— 砂井的抗剪强度；  as— 砂的压入率；  c— 砂井造成后粘性土的粘聚力；  s— 应力集中系数； 02c os)()1( catgzcacassssssc  — 上部荷载的平均应力；  s— 砂井的密度；  s— 砂井的内摩擦角；  — 穿切面和水平面的夹角；  a*复合剪切系数 , a* 1；  c0原地基粘聚力。  复合地基减少沉降量。 原地基沉降量 S为 :  (333)  式中 H— 压实层厚；  mv— 原地基土压缩系数。  — 平均垂直应力。  VmHS  复合地基沉降量 S39。 为 :  (334)  式中 m’v— 复合地基土压缩系数；  ’ — 复合地基平均垂直应力， ’ =c 0。  则沉降减低率 为：  (335)  (336)  不考虑原地基加固效果，设 M‘V/Mv1，则 ＜ 1。  复合地基的固结特性，如与砂井的计算方法一样，是偏于安全的。  39。 39。 VmHSVVcmmSS39。  铺设水平砂垫层的目的是为了疏流和加载。 当地基表土为砂层时，就不必铺垫。 砂垫层厚度一股为。 如在水下，由于厚度难以控制，砂垫层平均厚度可加大到 1m。  三、扫动水冲法 ’  振动水冲法是在地基中振动挤密土层，水冲成孔，同时在振孔中填入砂，石等密实填料，加固地基。 振冲器的偏心块高速转动产生水平振动力，挤密土层，射水管穿越电机中空轴和偏心偏中空轴向土中射水，射水量一股为 ~／ min，射水速度为 10~15m/s。 冲成泥浆上翻到地面排走。  填料可在振冲过程中边振边加入，避免振冲器提出后，土落坍冲孔内。 分层回填、分层填入，由于冲振器系水平振动，垂直振动分量很少，水平振力因静态泥水阻碍而急速衰减，填料也不易密实。 应控制投料速度，使孔内受振材料高度在 1m左右。 加固后桩柱质量可用  载荷试验标准贯人试验或静力触探试验检查。 振浮压实方法的施工顺序，振动浮筒是一棒状振动器，高压水由振动器末端喷出。 由于射水和振动，使振动浮筒沉入土中，并在土中形成钻孔。 振动导致下部土压实，而横向射水又使钻孔四周水密实。 钻孔上部土落下。 随着振动浮筒上提，落下土也被压实。 此时，在钻孔上部填砂，提起振动浮筒，继续压实填砂，形成土中挤密砂桩。 第五节 土的脱水加固  (一 )降低地下水位加固土  含水层地下水位降落后，土中应力增加。 如图 325所示， A点因原地下水位为 d2(cm)，距降落地下水位为d2d1cm。  水位降落前， A点自重应力为 :  p=d2 (kPa) (337)  式中 — 土密度 (kN/m3)；  A点受地下水浮力 1为 :  1=w d2 (kPa) (338)  式中 w— 水相对密度。  A点实际应力 Pl为：  P1=P1=(w)d2 (kPa) (339)  地下水位降落后， A点受浮力 2为：  2=w(d2d1) (kPa) (340)  此时 A点实际应力 P2为：  P2=d2w(d2d1)=(w)d2+wd1 (kPa) (341)  因此， A点应力增加为：  p=p2p1=d1 (kPa) (34。