水平向增强体复合地基.ppt

水平向增强体复合地基 水平向增强体复合地基就是在地基中水平向铺水平向增强体复合地基就是在地基中水平向铺设各种设各种加筋加筋材料，如土工织物、金属材料、土工材料，如土工织物、金属材料、土工格栅、竹筋等形成的复合地基，可用于加固软土格栅、竹筋等形成的复合地基，可用于加固软土路基、堤坝和油罐基础等。路基、堤坝和油罐基础等。加筋材料的作用是约束地基土侧向位移，增强加筋材料的作用是约束地基土侧向位移，增强土的抗剪能力，防止地基土侧向挤出。土的抗剪能力，防止地基土侧向挤出。复合地基工作性状与加筋体复合地基工作性状与加筋体长度长度、强度强度、加筋层数加筋层数以以及加筋体与土体间的及加筋体与土体间的粘聚力粘聚力和和摩擦系数摩擦系数等因素有关。受等因素有关。受荷后复合地基破坏可具有多种形式荷后复合地基破坏可具有多种形式,影响因素也很多。到影响因素也很多。到目前为止目前为止,许多问题还尚未完全搞清楚许多问题还尚未完全搞清楚,其计算理论尚不成其计算理论尚不成熟熟,并且各类实用性计算方法繁多。并且各类实用性计算方法繁多。根据水平向增强体复合地基加固机理及荷载的传递性根据水平向增强体复合地基加固机理及荷载的传递性质质,对水平向增强体复合地基对水平向增强体复合地基,可以把加固区范围内的复合可以把加固区范围内的复合土层当成模量和承载力已增大的自然土层土层当成模量和承载力已增大的自然土层,可参照可参照建筑建筑抗震设计规范抗震设计规范(GB50011-2001,以下简称以下简称抗震规范抗震规范)中关于天然地基基础抗震验算的有关规定进行计算中关于天然地基基础抗震验算的有关规定进行计算.验算验算地震作用下的竖向承载力时地震作用下的竖向承载力时,可根据地震作用效应标准组可根据地震作用效应标准组合的基础底面平均压力和边缘最大压力按公式合的基础底面平均压力和边缘最大压力按公式pfaE和和pmax1.2faE进行验算。进行验算。一、作用机理一、作用机理 水平加筋垫层的施工，通常是先铺设一层级配良好的水平加筋垫层的施工，通常是先铺设一层级配良好的砂石垫层，再铺设加筋层，压实后又填充一层级配良好砂石垫层，再铺设加筋层，压实后又填充一层级配良好的砂石垫层再压实，以形成具有一定抗弯刚度的水平加的砂石垫层再压实，以形成具有一定抗弯刚度的水平加筋垫层。由于柔性基础下复合地基的承载力低，且沉降筋垫层。由于柔性基础下复合地基的承载力低，且沉降大，地基破坏主要是由于桩间土进入流动状态，桩体强大，地基破坏主要是由于桩间土进入流动状态，桩体强度发挥度很低。基于这一特点，在路堤等柔性基础下设度发挥度很低。基于这一特点，在路堤等柔性基础下设置刚度较大的加筋垫层，可以防止桩体的刺入变形，提置刚度较大的加筋垫层，可以防止桩体的刺入变形，提高地基的承载力，减小复合地基沉降。高地基的承载力，减小复合地基沉降。加筋作用主要体现在以下四方面加筋作用主要体现在以下四方面:（1）承担水平荷载，提高地基土承载力）承担水平荷载，提高地基土承载力 对于地基土来说，承受的主要荷载是竖向荷载，来自对于地基土来说，承受的主要荷载是竖向荷载，来自填料的自重。另一个荷载是来自路堤填料轴线向两侧的填料的自重。另一个荷载是来自路堤填料轴线向两侧的水平推力，在这个水平推力的作用下，地基的承载能力水平推力，在这个水平推力的作用下，地基的承载能力下降。在加筋路堤中，由于加筋垫层可以承担水平向荷下降。在加筋路堤中，由于加筋垫层可以承担水平向荷载使得复合地基的竖向承载力大大提高。载使得复合地基的竖向承载力大大提高。水平荷载造成的竖向承载力降低水平荷载造成的竖向承载力降低水平荷载造成的竖向承载力降低水平荷载造成的竖向承载力降低（2）增强地基土的约束力，提高竖向承载力。）增强地基土的约束力，提高竖向承载力。未加筋路堤，由于路堤材料是松散材料，不能承担拉未加筋路堤，由于路堤材料是松散材料，不能承担拉力，不能约束表面地基土的路堤传来的竖向荷载下产生力，不能约束表面地基土的路堤传来的竖向荷载下产生的侧向变形，常在路堤的两侧产生较大位移。约束地基的侧向变形，常在路堤的两侧产生较大位移。约束地基土体的侧向变形，能提高地基的竖向承载力，其主要的土体的侧向变形，能提高地基的竖向承载力，其主要的决定因素为基底是粗糙还是光滑。决定因素为基底是粗糙还是光滑。当基底粗糙时，水平向加筋处理能有效地约束地基土当基底粗糙时，水平向加筋处理能有效地约束地基土的侧向变形，从而提高地基土竖向承载力。的侧向变形，从而提高地基土竖向承载力。加筋体约束的反作用力加筋体约束的反作用力加筋体约束的反作用力加筋体约束的反作用力 （3）增强路堤填料土拱效应，调整不均匀沉降。）增强路堤填料土拱效应，调整不均匀沉降。工程实例证明，加筋体协调路面沉降的能力是很强的，工程实例证明，加筋体协调路面沉降的能力是很强的，在软土地基上能明显地将路堤横断面上的在软土地基上能明显地将路堤横断面上的“锅底状锅底状”沉沉降调整成降调整成“平底碟状平底碟状”，显著减小最大沉降量，在深厚，显著减小最大沉降量，在深厚软土地区尤其明显。软土地区尤其明显。土拱效应土拱效应使得地基所受竖向压力重使得地基所受竖向压力重分布，使路肩下压力减小，堤址处压力增大，从而增加分布，使路肩下压力减小，堤址处压力增大，从而增加了路堤的稳定性。了路堤的稳定性。路堤填料中的土压力路堤填料中的土压力路堤填料中的土压力路堤填料中的土压力 （4 4 4 4）应力扩散和柔性筏基效应）应力扩散和柔性筏基效应 水平加筋垫层作为水平向增强体，具有一定的应力水平加筋垫层作为水平向增强体，具有一定的应力扩散角，能够有效扩散上部路堤传来的荷载。同时，填扩散角，能够有效扩散上部路堤传来的荷载。同时，填土与筋材紧密结合，相互作用，共同工作，构成了一个土与筋材紧密结合，相互作用，共同工作，构成了一个相对软弱下卧层而言具有相当大的抗拉，抗弯和抗剪强相对软弱下卧层而言具有相当大的抗拉，抗弯和抗剪强度的复合体，这种复合体可视作一种柔性的筏板基础，度的复合体，这种复合体可视作一种柔性的筏板基础，具有将荷载向路堤两侧转移，降低应力峰值，均化应力具有将荷载向路堤两侧转移，降低应力峰值，均化应力分布的作用。分布的作用。二、破坏形式二、破坏形式延伸率延伸率延伸率延伸率 弓形沉降弓形沉降弓形沉降弓形沉降柔性地基柔性地基柔性地基柔性地基响因素也较多。响因素也较多。