预压法设计.doc

《地基处理工程》课程设计——预压法 2011级 环境工程 霍沿东 2014.4.8 《地基处理工程》课程设计——预压法 一 工程概况 某炼油厂的油罐区位于杭州湾南岸海涂上，拟建造10台10000m3的油罐。其地基属于第四纪滨海相冲积的软粘土。油罐材质为钢，直径D＝31.28m，高H＝14.07m，钢油罐自重为221.45t。根据工艺上的要求，油罐底面标高应高出地面标高0.9m，因此要求油罐底板高出地面2.3m。油罐基础的初步方案见图3。即在地面上建造高2.3m的钢筋混凝土环形基础，然后设置钢储罐。当油罐中全部充水，环形基础内填满砂时，油罐基础底面荷载为191.4kPa。 罐区地基土属第四纪滨海相沉积的软粘土，土质十分软弱，而罐底基底压力达191.4Kpa,所以油罐地基采用砂井并充水预压处理。 二 工程地质条件 炼油厂罐区土层比较软弱，地基土天然强度小于20kPa，承载力约为60－70kPa，压缩系数a1－20.5kPa-1。油罐区钻孔平面布置见图1，典型地层剖面图见图2，土工试验成果见表二。 地层自上而下分别为： 第1层：黄褐色亚粘土硬壳层，平均厚度为1m。 第2层：淤泥质粘土，含水量高达46.7％，平均厚度3.2m。 第3层：淤泥质亚粘土，其中夹薄层的粉砂层，平均厚度4m。 第4层：淤泥质粘土，其中含有薄粉砂夹层，下部粉砂夹层逐渐增多，过渡到粉砂层，平均厚度9.3m。 第5层：细粉中砂的混和层，其中以细砂为主并混有粘土，平均厚度约8m。 第5层以下为亚粘土、淤泥质粘土、粘土等土层，含水量逐渐减少，厚度较大。距离地面50m才遇到厚砂层，再过数十米才达到基岩。 表一 各层土的主要物理力学性质指标 层序 土层名称 含水量 (%) 容重 (kN/m3) 孔隙比 液限 (%) 塑限 (%) 塑性 指数 液性指数 压缩系数 (10×MPa-1) 固结系数(10-3cm2/s) 三轴剪切强度 十字板强度 (kPa) 竖向 Cv 水平 Ch C/ (kPa) φ/ 1 2 3 4 5 6-1 6-2 7 8 亚 粘 土 淤泥质粘土 淤泥质亚粘土 淤泥质粘土 细粉中砂 亚粘土 淤泥质粘土 粘 土 亚粘土 31.1 46.7 39.1 50.2 30.1 32.3 41.2 44.4 32.4 19.1 17.7 18.1 17.1 18.4 18.4 17.6 17.3 18.3 0.87 1.28 1.07 1.40 0.90 0.90 1.20 1.28 0.97 34.7 40.4 33.1 41.4 23.5 29.0 41.0 46.7 33.8 19.3 21.3 19.0 21.3 16.3 17.9 21.3 25.3 20.7 15.5 19.1 14.1 20.1 7.2 11.1 10.7 21.4 13.1 0.78 1.33 1.42 1.43 1.91 1.29 1.01 0.89 0.89 0.036 0.114 0.066 0.102 0.023 0.038 0.061 0.045 0.028 1.57 1.12 3.40 0.81 3.82 1.82 0.91 4.81 3.15 6.28 1.10 26?29?26? 17.5 24.8 41.0 部充水三 地基处理方案的选择 从实际出发，综合分析比较具体的地基条件、处理要求、工程费用以及施工机械、技术力量和材料等因素，此外，提高环保意识，注意节约能源和保护环境，本着“技术上安全可靠，经济上经济合理”的原则，优化、选择堆载预压法地基处理方案。本工程地基加固设计采用堆载预压法，实际应用充水加荷进行地基处理。充分利用场地条件，既方便又经济合理。堆载预压法适用于处理淤泥质土、淤泥和冲填土等饱和粘性土地基,是解决淤泥软粘土地基沉降和稳定问题的有效措施,由排水系统和加压系统两部分组合而成。排水系统由地基中设置排水竖井(分普通砂井、袋装砂井和塑料排水带)和基面上的砂垫层(采用与竖井相连的排水砂带效果更佳)组成,是利用地层本身的透水性由排水井集中,当坝体预压土体作用在软基,地下水由于受挤压和毛细作用沿砂井上升至砂垫层(或砂带)内,由砂垫层向坝基两侧排水的结构体系,从而达到排水固结,提高基底承载力的目的。 四 设计计算 堆载预压法处理地基的设计包括下列内容:①选择塑料排水带或砂井,确定其断面尺寸、间距、排列方式和深度;②确定预压区范围。预压荷载大小、荷载分级、加载速率和预压时间;③计算地基土的固结度。强度增长。抗滑稳定性和变形。 1 确定砂井直径、间距