《排水固结法》PPT课件.ppt

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1、第三章第三章第三章第三章 排水固结法排水固结法排水固结法排水固结法地基处理地基处理第三章第三章 排水固结法排水固结法第三章第三章第三章第三章 排水固结法排水固结法排水固结法排水固结法地基处理地基处理主要内容序：土的固结相关问题序：土的固结相关问题1 概述概述2 第三章第三章第三章第三章 排水固结法排水固结法排水固结法排水固结法地基处理地基处理序：土的固结相关问题第三章第三章第三章第三章 排水固结法排水固结法排水固结法排水固结法地基处理地基处理土的压缩性土的压缩性是指土在压力作用下体积缩小的是指土在压力作用下体积缩小的特性特性压缩量的组成压缩量的组成n固体颗粒的压缩固体颗粒的压缩n土中水的压缩土

2、中水的压缩n空气的排出空气的排出n水的排出水的排出占总压缩量的占总压缩量的1/400不到，忽不到，忽略不计略不计压缩量主要组压缩量主要组成部分成部分说明：说明：土的压缩被认为只是由于孔隙体积减小土的压缩被认为只是由于孔隙体积减小的结果的结果无粘性土无粘性土粘性土粘性土透水性好，水易于排出透水性好，水易于排出压缩稳定很快完成压缩稳定很快完成透水性差透水性差，水不易排出水不易排出压缩稳定需要很长一段时间压缩稳定需要很长一段时间土的固结土的固结：土体在压力作用下，压缩量随时间增长的过程土体在压力作用下，压缩量随时间增长的过程土的压缩性第三章第三章第三章第三章 排水固结法排水固结法排水固结法排水固结法

3、地基处理地基处理研究土在不同压力作用下，孔隙比变化规律研究土在不同压力作用下，孔隙比变化规律Vve0Vs1H0/(1+e0)H0VveVs1H1/(1+e)pH1s土样在压缩土样在压缩前后变形量前后变形量为为s，整个过，整个过程中土粒体程中土粒体积和底面积积和底面积不变不变土粒高度在受土粒高度在受压前后不变压前后不变根据不同压力根据不同压力p作用下，达到稳定的孔隙比作用下，达到稳定的孔隙比e，绘，绘制制e-p曲线，为曲线，为压缩曲线压缩曲线pe-p曲线曲线第三章第三章第三章第三章 排水固结法排水固结法排水固结法排水固结法地基处理地基处理e0eppee-p曲线曲线压缩性不同的土，曲线形状不同，曲

4、线愈陡，说明在压缩性不同的土，曲线形状不同，曲线愈陡，说明在相同压力增量作用下，土的孔隙比减少得愈显著，土相同压力增量作用下，土的孔隙比减少得愈显著，土的压缩性愈高的压缩性愈高根据压缩曲线可以得根据压缩曲线可以得到三个压缩性指标到三个压缩性指标n1.1.压缩系数压缩系数an2.2.压缩模量压缩模量Es n3.3.变形模量变形模量E0曲线曲线A曲线曲线B曲线曲线A压缩性压缩性曲线曲线B压缩性压缩性压缩性指标第三章第三章第三章第三章 排水固结法排水固结法排水固结法排水固结法地基处理地基处理压缩系数压缩系数a土体在侧限条件下孔隙比减少量与竖向压土体在侧限条件下孔隙比减少量与竖向压应应力增力增量的比值

5、量的比值p1p2e1e2M1M2e0epe-p曲线曲线pe利用单位压力增量利用单位压力增量所引起得孔隙比改所引起得孔隙比改变表征土的压缩性变表征土的压缩性高低高低在压缩曲线中，实在压缩曲线中，实际采用割线斜率表际采用割线斜率表示土的压缩性示土的压缩性规范规范用用p1100kPa、p2200kPa对应的压缩系数对应的压缩系数a1-2评价土的压缩性评价土的压缩性n a1-2-1低压缩性土低压缩性土n-1a1-2-1中压缩性土中压缩性土n a1-2-1高压缩性土高压缩性土第三章第三章第三章第三章 排水固结法排水固结法排水固结法排水固结法地基处理地基处理pe弹性变形弹性变形 塑性变形塑性变形adbcb

6、 压缩曲线压缩曲线回弹曲线回弹曲线再压缩曲线再压缩曲线n1.1.土的卸荷回弹曲线不土的卸荷回弹曲线不与原压缩曲线重合，说与原压缩曲线重合，说明土不是完全弹性体，明土不是完全弹性体，其中有一部分为不能恢其中有一部分为不能恢复的塑性变形复的塑性变形n2.2.土的再压缩曲线比原土的再压缩曲线比原压缩曲线斜率要小得多，压缩曲线斜率要小得多，说明土经过压缩后，卸说明土经过压缩后，卸荷再压缩时，其压缩性荷再压缩时，其压缩性明显降低明显降低粘性土沉降的三个组成部分粘性土沉降的三个组成部分n1.1.sd 瞬时沉降瞬时沉降n2.2.sc 固结沉降固结沉降n3.3.ss 次固结沉降次固结沉降土的回弹与再压缩第三章

7、第三章第三章第三章 排水固结法排水固结法排水固结法排水固结法地基处理地基处理土的应力历史对土的压缩性的影响土的应力历史对土的压缩性的影响土的应力历史：土的应力历史：土体在历史上曾经受到过的应力状态土体在历史上曾经受到过的应力状态先期固结压力先期固结压力pc：土在其生成历史中曾受过的最大有土在其生成历史中曾受过的最大有效固结压力效固结压力讨论：讨论：对试样施加压力对试样施加压力p时，压缩曲线形状时，压缩曲线形状ppc正常压缩曲线，斜率陡，土体压缩量大正常压缩曲线，斜率陡，土体压缩量大 土层的先期固结压力对其固结程度土层的先期固结压力对其固结程度和压缩性有明显的影响，用先期固结和压缩性有明显的影响

8、，用先期固结压力压力pc与现时的土压力与现时的土压力p0的比值描述的比值描述土层的应力历史，将粘性土进行分类土层的应力历史，将粘性土进行分类n1.1.正常固结土正常固结土先期固结压力等于现时的土压力先期固结压力等于现时的土压力pcp0n2.2.超固结土超固结土先期固结压力大于现时的土压力先期固结压力大于现时的土压力pcp0n3.3.超固结土超固结土先期固结压力小于现时的土压力先期固结压力小于现时的土压力pcp0第三章第三章第三章第三章 排水固结法排水固结法排水固结法排水固结法地基处理地基处理饱和土的渗流固结一、有效应力原理一、有效应力原理无粘性土地基无粘性土地基上的建筑物上的建筑物土的透水性强

9、，压土的透水性强，压缩性低缩性低沉降很快完成沉降很快完成粘性土地基上粘性土地基上的建筑物的建筑物土的透水性弱，压土的透水性弱，压缩性高缩性高达到沉降稳定达到沉降稳定所需时间十分所需时间十分漫长漫长n饱饱和和土土的的压压缩缩主主要要是是由由于于土土的的外外荷荷作作用用下下孔孔隙隙水被挤出，以致孔隙体积减小所引起的水被挤出，以致孔隙体积减小所引起的n饱饱和和土土孔孔隙隙中中自自由由水水的的挤挤出出速速度度，主主要要取取决决于于土的渗透性和土的厚度土的渗透性和土的厚度第三章第三章第三章第三章 排水固结法排水固结法排水固结法排水固结法地基处理地基处理饱和土体渗流固结理论饱和土体渗流固结理论 1、物理模

10、型物理模型ppp附加应力附加应力:z=p超静孔压超静孔压:u=z=p有效应力有效应力:z=0附加应力附加应力:z=p超静孔压超静孔压:u 0附加应力附加应力:z=p超静孔压超静孔压:u=0有效应力有效应力:z=p第三章第三章第三章第三章 排水固结法排水固结法排水固结法排水固结法地基处理地基处理土体中由孔隙水土体中由孔隙水所传递的压力所传递的压力n有效应力有效应力是指是指由土骨架所传递的压力，由土骨架所传递的压力，即颗粒间接触应力即颗粒间接触应力模型演示得到：模型演示得到：饱和土的渗透固结过程就饱和土的渗透固结过程就是孔隙水压力向有效力应力转化的过程，是孔隙水压力向有效力应力转化的过程，在任一时

11、刻，有效应力在任一时刻，有效应力和孔隙水压力和孔隙水压力u之和始终等于饱和土体的总应力之和始终等于饱和土体的总应力饱和土体有饱和土体有效应力原理效应力原理n孔隙水压力孔隙水压力u是指是指外荷外荷p在土孔隙水中所引起的在土孔隙水中所引起的超静水压力超静水压力H岩层岩层pu0=puzz有效应力原理有效应力原理u0起始孔隙水压力起始孔隙水压力在可压缩层厚度为在可压缩层厚度为H的饱的饱和土层上面施加无限均布和土层上面施加无限均布荷载荷载p，土中附加应力沿深，土中附加应力沿深度均匀分布，土层只在竖度均匀分布，土层只在竖直方向发生渗透和变形直方向发生渗透和变形第三章第三章第三章第三章 排水固结法排水固结法

12、排水固结法排水固结法地基处理地基处理1 概述第三章第三章第三章第三章 排水固结法排水固结法排水固结法排水固结法地基处理地基处理1 概述是处理软粘土地基的有效办法之一。是处理软粘土地基的有效办法之一。对天然地基，或先在地基中设置砂井等竖向排水体，对天然地基，或先在地基中设置砂井等竖向排水体，利用建筑物本身重量分级逐渐加载；利用建筑物本身重量分级逐渐加载；或在建筑物建造前在场地先行加载预压，使土体中的或在建筑物建造前在场地先行加载预压，使土体中的孔隙水排出，逐渐固结，地基发生沉降，同时强度提孔隙水排出，逐渐固结，地基发生沉降，同时强度提高高常用于解决软粘土地基的沉降和稳定问题，使地基的常用于解决软

13、粘土地基的沉降和稳定问题，使地基的沉降在加载预压期间基本完成或大部分完成，使建筑沉降在加载预压期间基本完成或大部分完成，使建筑物在使用期间不致产生过大的沉降和沉降差。可增加物在使用期间不致产生过大的沉降和沉降差。可增加地基土的抗剪强度，从而提高地基的承载力和稳定性。地基土的抗剪强度，从而提高地基的承载力和稳定性。第三章第三章第三章第三章 排水固结法排水固结法排水固结法排水固结法地基处理地基处理解决两问题沉降问题 使地基的沉降在加载预压期间大部分或基本完成，使建筑物在使用期间不致产生不利的沉降和沉降差稳定问题 加速地基土的抗剪强度的增长，从而提高地基的承载力和稳定性。第三章第三章第三章第三章 排

14、水固结法排水固结法排水固结法排水固结法地基处理地基处理排水固结法适用于处理淤泥质土、淤泥和冲填土等饱和粘性土地基。对沉降要求较高的建筑物如机场跑到等，常采用超载预压法处理地基。待预压期间的沉降达到设计要求后，移去预压荷载在建造建筑。对主要应用排水固结法来加速地基土抗剪强度的增长、缩短工期的工程，如路基、土坝等，则可利用本身的重量分级逐渐施加，使地基土的强度提高适应上部荷载的增加，最后达到设计荷载。第三章第三章第三章第三章 排水固结法排水固结法排水固结法排水固结法地基处理地基处理排水排水固结固结堆载预压堆载预压降低地下水位法降低地下水位法真空预压真空预压适用于饱和软粘土：淤泥及淤泥质土、冲填土、

15、填海（湖）造田。含水量、压缩性高，强度、渗透性低。排水系统排水系统加压系统加压系统竖向竖向横向横向联合预压联合预压普通砂井普通砂井袋装砂井袋装砂井塑料排水板（带）塑料排水板（带）电渗法电渗法砂垫层砂垫层第三章第三章第三章第三章 排水固结法排水固结法排水固结法排水固结法地基处理地基处理排水固结法适用于处理各类淤泥、淤泥质土及冲填土等饱和粘性土地基。砂井法特别适用于存在连续薄砂层的地基。但砂井只能加速主固结而不能减少次固结，对有机质土和泥炭等次固结土，不宜只采用砂井法。克服次固结可利用超载的方法。使用范围第三章第三章第三章第三章 排水固结法排水固结法排水固结法排水固结法地基处理地基处理真空预压法适

16、用于能在加固区形成(包括采取措施后形成)稳定负压边界条件的软土地基。降低地下水位法、真空预压法和电渗法由于不增加剪应力，地基不会产生剪切破坏，所以它适用于很软弱的粘土地基。第三章第三章第三章第三章 排水固结法排水固结法排水固结法排水固结法地基处理地基处理排水固结法应根据预压目的选择加压方法：排水固结法应根据预压目的选择加压方法：如果预压是如果预压是为了减少建筑的沉降，则应采用预先堆载加压，使地基为了减少建筑的沉降，则应采用预先堆载加压，使地基沉降产生在建筑物建造之前；若预压目的主要是增加地沉降产生在建筑物建造之前；若预压目的主要是增加地基强度，则可用自重加压，即放慢使地基增长与建筑物基强度，则

17、可用自重加压，即放慢使地基增长与建筑物荷重的增加相适应。荷重的增加相适应。排水固结法应用条件：排水固结法应用条件：除要有排水系统的施工机械和材除要有排水系统的施工机械和材料外（如砂井的施工机械和材料）外，还必须有（料外（如砂井的施工机械和材料）外，还必须有（1 1）预压荷载；（预压荷载；（2 2）预压时间；（）预压时间；（3 3）适用的土类等。其中）适用的土类等。其中预压荷载是关键问题，因为施加预压荷载后才能引起地预压荷载是关键问题，因为施加预压荷载后才能引起地基土的排水固结。而施加一个与建筑物自重相当的荷载基土的排水固结。而施加一个与建筑物自重相当的荷载并非易事，少则几千吨，大则数万吨，许多

18、工程因无条并非易事，少则几千吨，大则数万吨，许多工程因无条件施荷而不宜采用砂井预压处理，此时可考虑真空预压、件施荷而不宜采用砂井预压处理，此时可考虑真空预压、降水预压或电渗排水等。降水预压或电渗排水等。第三章第三章第三章第三章 排水固结法排水固结法排水固结法排水固结法地基处理地基处理塑料排水板插板机第三章第三章第三章第三章 排水固结法排水固结法排水固结法排水固结法地基处理地基处理排水塑料板第三章第三章第三章第三章 排水固结法排水固结法排水固结法排水固结法地基处理地基处理第三章第三章第三章第三章 排水固结法排水固结法排水固结法排水固结法地基处理地基处理2 加固机理第三章第三章第三章第三章 排水固

19、结法排水固结法排水固结法排水固结法地基处理地基处理一、堆载预压加固机理一、堆载预压加固机理预压法是在建筑物建造以前，在建筑场地进行加载预预压法是在建筑物建造以前，在建筑场地进行加载预压，使地基的固结沉降基本完成并提高地基土强度的压，使地基的固结沉降基本完成并提高地基土强度的方法。方法。在饱和软土地基上施加荷载后，孔隙水被缓慢排出，在饱和软土地基上施加荷载后，孔隙水被缓慢排出，孔隙体积随之逐渐减少，地基发生固结变形。同时随孔隙体积随之逐渐减少，地基发生固结变形。同时随着超静水压力逐渐消散，有效应力逐渐提高，地基土着超静水压力逐渐消散，有效应力逐渐提高，地基土强度就逐渐增长。强度就逐渐增长。在荷载

20、作用下，土层的固结过程就是超静孔隙水压力在荷载作用下，土层的固结过程就是超静孔隙水压力(简称孔隙水压力简称孔隙水压力)消散和有效应力增加的过程。如地消散和有效应力增加的过程。如地基内某点的总应力增量为，有效应力增量为，孔隙水基内某点的总应力增量为，有效应力增量为，孔隙水压力增量为，则三者满足以下关系：压力增量为，则三者满足以下关系：第三章第三章第三章第三章 排水固结法排水固结法排水固结法排水固结法地基处理地基处理用填土等外加荷载对地基进行预压，是通过用填土等外加荷载对地基进行预压，是通过增加总应力并使孔隙水压力消散而增加增加总应力并使孔隙水压力消散而增加有效应力的方法。堆载预压是在地基中形成有

21、效应力的方法。堆载预压是在地基中形成超静水压力的条件下排水固结，称为正压固超静水压力的条件下排水固结，称为正压固结。结。地基土层的排水固结效果与它的排水边界有地基土层的排水固结效果与它的排水边界有关。关。对沉降有严格限制的建筑物，应采用超载预对沉降有严格限制的建筑物，应采用超载预压法处理地基，超载预压可缩短预压时间。压法处理地基，超载预压可缩短预压时间。第三章第三章第三章第三章 排水固结法排水固结法排水固结法排水固结法地基处理地基处理二、真空预压加固机理二、真空预压加固机理真空预压法是在需要加固的软土地基表面先铺设砂垫层，真空预压法是在需要加固的软土地基表面先铺设砂垫层，然后埋设垂直排水管道，

22、再用不透气的封闭膜使其与大然后埋设垂直排水管道，再用不透气的封闭膜使其与大气隔绝，薄膜四周埋入土中，通过砂垫层内埋设的吸水气隔绝，薄膜四周埋入土中，通过砂垫层内埋设的吸水管道，用真空装置进行抽气，使其形成真空，增加地基管道，用真空装置进行抽气，使其形成真空，增加地基的有效应力。的有效应力。当抽真空时，先后在地表砂垫层及竖向排水通道内逐步当抽真空时，先后在地表砂垫层及竖向排水通道内逐步形成负压，使土体内部与排水通道、垫层之间形成压差。形成负压，使土体内部与排水通道、垫层之间形成压差。在此压差作用下，土体中的孔隙水不断由排水通道排出，在此压差作用下，土体中的孔隙水不断由排水通道排出，从而使土体固结

23、。从而使土体固结。第三章第三章第三章第三章 排水固结法排水固结法排水固结法排水固结法地基处理地基处理第三章第三章第三章第三章 排水固结法排水固结法排水固结法排水固结法地基处理地基处理排水板真空预压剖视图第三章第三章第三章第三章 排水固结法排水固结法排水固结法排水固结法地基处理地基处理真空预压的原理主要反映在以下几个方面：真空预压的原理主要反映在以下几个方面：1)1)薄膜上面承受等于薄膜内外压差的荷载。薄膜上面承受等于薄膜内外压差的荷载。2)2)地下水位降低，相应增加附加应力。地下水位降低，相应增加附加应力。3)3)封闭气泡排出，土的渗透性加大。封闭气泡排出，土的渗透性加大。真空预压是通过覆盖于

24、地面的密封膜下抽真空，真空预压是通过覆盖于地面的密封膜下抽真空，使膜内外形成气压差，使粘土层产生固结压力。使膜内外形成气压差，使粘土层产生固结压力。即是在总应力不变的情况下，通过减小孔隙水压即是在总应力不变的情况下，通过减小孔隙水压力来增加有效应力的方法。真空预压和降水预压力来增加有效应力的方法。真空预压和降水预压是在负超静水压力下排水固结，称为负压固结。是在负超静水压力下排水固结，称为负压固结。第三章第三章第三章第三章 排水固结法排水固结法排水固结法排水固结法地基处理地基处理排水固结法的设计，实质上在于根据上部结构载荷的大排水固结法的设计，实质上在于根据上部结构载荷的大小，地基土的性质及工期

25、要求，合理安排排水系统和加小，地基土的性质及工期要求，合理安排排水系统和加压系统的关系，使地基在受压过程中快速排水固结，增压系统的关系，使地基在受压过程中快速排水固结，增加一部分强度以满足逐渐加荷条件下地基稳定性的要求，加一部分强度以满足逐渐加荷条件下地基稳定性的要求，并加速地基的固结沉降，缩短预压的时间；并加速地基的固结沉降，缩短预压的时间；确定竖向排水体的直径、间距、深度和排列方式；确定竖向排水体的直径、间距、深度和排列方式；确定预压载荷的大小和预压时间，要求做到：确定预压载荷的大小和预压时间，要求做到：加固期加固期限尽量短；限尽量短；固结沉降要快；固结沉降要快；充分增加强度；充分增加强度

26、；注意注意安全。安全。第三章第三章第三章第三章 排水固结法排水固结法排水固结法排水固结法地基处理地基处理3 3 设计与计算设计与计算排水固结法的设计，实质上就是进行排水系统和加排水固结法的设计，实质上就是进行排水系统和加压系统的设计，使地基在受压过程中排水固结、强压系统的设计，使地基在受压过程中排水固结、强度相应增加以满足逐渐加荷条件下地基稳定性的要度相应增加以满足逐渐加荷条件下地基稳定性的要求，并加速地基的固结沉降，缩短预压的时间。求，并加速地基的固结沉降，缩短预压的时间。一、堆载预压法设计一、堆载预压法设计 堆载预压法设计包括加压系统和排水系统的设计。堆载预压法设计包括加压系统和排水系统的

27、设计。加压系统主要指堆载预压计划以及堆载材料的选用；加压系统主要指堆载预压计划以及堆载材料的选用；排水系统包括竖向排水体的材料选用、排水体长度、排水系统包括竖向排水体的材料选用、排水体长度、断面、平面布置的确定。断面、平面布置的确定。第三章第三章第三章第三章 排水固结法排水固结法排水固结法排水固结法地基处理地基处理一、堆载预压法设计一、堆载预压法设计1 1、选择砂井或塑料排水带，确定其断面尺、选择砂井或塑料排水带，确定其断面尺寸、间距、排列方式和深度；寸、间距、排列方式和深度；2 2、确定排水砂垫层材料和厚度；、确定排水砂垫层材料和厚度；3 3、确定预压区范围、预压荷载大小、荷载、确定预压区范

28、围、预压荷载大小、荷载分级、加载速率和预压时间；分级、加载速率和预压时间；4 4、计算地基土的固结度、强度增长、抗滑、计算地基土的固结度、强度增长、抗滑稳定性和变形稳定性和变形第三章第三章第三章第三章 排水固结法排水固结法排水固结法排水固结法地基处理地基处理砂井砂井dwdedw第三章第三章第三章第三章 排水固结法排水固结法排水固结法排水固结法地基处理地基处理1 1、选择砂井或塑料排水带，确定、选择砂井或塑料排水带，确定其断面尺寸、其断面尺寸、间距、排列方式和深度间距、排列方式和深度；a a、dwdw：（原则上越密越好）（原则上越密越好）普通砂井普通砂井 300300500mm500mm；袋装砂

29、井袋装砂井 7070120mm120mm。塑料排水带塑料排水带第三章第三章第三章第三章 排水固结法排水固结法排水固结法排水固结法地基处理地基处理b b、间距、间距l l 可按井径比可按井径比n n选用。选用。n nd de e/d/dw w塑料排水带或袋装砂井塑料排水带或袋装砂井n n15152222；普通砂井普通砂井n n6 68 8第三章第三章第三章第三章 排水固结法排水固结法排水固结法排水固结法地基处理地基处理c c、深度、深度 应根据建筑物对地基的稳定性、变形要应根据建筑物对地基的稳定性、变形要求和工期确定。（反复试算）求和工期确定。（反复试算）至少应超过最危险滑动面至少应超过最危险滑

30、动面2m2m。第三章第三章第三章第三章 排水固结法排水固结法排水固结法排水固结法地基处理地基处理 2 2、确定排水砂垫层材料和厚度、确定排水砂垫层材料和厚度a a、材料：中粗砂，粘粒含量不宜大于、材料：中粗砂，粘粒含量不宜大于3 3，砂料中可混有少量粒径小于砂料中可混有少量粒径小于50mm50mm的砾石，的砾石，渗透系数大于渗透系数大于10102 cm2 cm/s/s。b b、厚度：小于、厚度：小于500mm500mm。第三章第三章第三章第三章 排水固结法排水固结法排水固结法排水固结法地基处理地基处理井阻和涂抹作用井阻和涂抹作用在实际砂井施工中，由于沉管对周围土体在实际砂井施工中，由于沉管对周

31、围土体的扰动和重塑作用，在砂井周围形成了一的扰动和重塑作用，在砂井周围形成了一个个“涂抹区涂抹区”，使该区内土渗透性降低，使该区内土渗透性降低，压缩性增大。压缩性增大。在土中水向砂井渗流过程中，砂料对渗流在土中水向砂井渗流过程中，砂料对渗流产生的阻力也会影响土层的固结速率。产生的阻力也会影响土层的固结速率。井阻和涂抹作用对固结速率的影响有时十井阻和涂抹作用对固结速率的影响有时十分显著。比如宁波机场袋装砂井场地，在分显著。比如宁波机场袋装砂井场地，在堆载堆载205205天后，考虑井阻与涂抹作用影响的天后，考虑井阻与涂抹作用影响的地基实际平均固结度仅为按理想砂井地基地基实际平均固结度仅为按理想砂井

32、地基计算的固结度倍。计算的固结度倍。第三章第三章第三章第三章 排水固结法排水固结法排水固结法排水固结法地基处理地基处理4 施工方法一、堆载预压施工方法一、堆载预压施工方法三个缓解：铺设水平排水垫层、设置竖向排水三个缓解：铺设水平排水垫层、设置竖向排水体和施加固结压力。体和施加固结压力。（一）水平排水垫层的施工（一）水平排水垫层的施工排水垫层的作用是使在预压过程中，从土体进排水垫层的作用是使在预压过程中，从土体进入垫层的渗流水迅速地排除，使土层的固结入垫层的渗流水迅速地排除，使土层的固结能正常进行，防止土颗粒堵塞排水系统。因能正常进行，防止土颗粒堵塞排水系统。因而，垫层的质量将直接关系到加固效果

33、和预而，垫层的质量将直接关系到加固效果和预压时间的长短。压时间的长短。第三章第三章第三章第三章 排水固结法排水固结法排水固结法排水固结法地基处理地基处理（一）水平排水垫层的施工（一）水平排水垫层的施工1 1、垫层材料、垫层材料垫层材料应采用透水性好的砂料，其渗透垫层材料应采用透水性好的砂料，其渗透系数一般不低于系数一般不低于10-3cm/s10-3cm/s，同时能起到一，同时能起到一定的反过滤作用。通常采用级配良好的中、定的反过滤作用。通常采用级配良好的中、粗砂，含泥量不大于粗砂，含泥量不大于3%3%。一般不宜采用粉、。一般不宜采用粉、细砂。细砂。第三章第三章第三章第三章 排水固结法排水固结法

34、排水固结法排水固结法地基处理地基处理2 2、垫层尺寸、垫层尺寸（1 1）一般情况下，路上排水垫层厚度为左右，）一般情况下，路上排水垫层厚度为左右，水下垫层为左右。对新吹填不久的或无硬壳层的水下垫层为左右。对新吹填不久的或无硬壳层的软黏土及水下施工的特殊条件，应采用厚的或混软黏土及水下施工的特殊条件，应采用厚的或混合粒排水垫层。合粒排水垫层。（2 2）排水砂垫层宽度等于铺设场地宽度，砂料）排水砂垫层宽度等于铺设场地宽度，砂料不足时，可用砂沟代替砂垫层。不足时，可用砂沟代替砂垫层。（3 3）砂沟的宽度为）砂沟的宽度为2 23 3倍砂井直径，一般深度倍砂井直径，一般深度为为404060cm60cm。

35、第三章第三章第三章第三章 排水固结法排水固结法排水固结法排水固结法地基处理地基处理3 3、垫层施工、垫层施工不论采用何种施工方法，都应避免对软土表不论采用何种施工方法，都应避免对软土表层的过大扰动，以避免造成砂和淤泥混合，层的过大扰动，以避免造成砂和淤泥混合，影响垫层的排水效果。另外，在铺设砂垫层影响垫层的排水效果。另外，在铺设砂垫层前，应清楚干净砂井顶面的淤泥或其他杂物，前，应清楚干净砂井顶面的淤泥或其他杂物，以利砂井排水。以利砂井排水。（二）竖向排水体施工1 1、砂井施工、砂井施工砂井施工要求：砂井施工要求：保持砂井连续和密实，并且不出保持砂井连续和密实，并且不出现缩颈现象；现缩颈现象；尽

36、量减少对周围土的扰动；尽量减少对周围土的扰动；砂井砂井的长度、直径和间距应满足设计要求。的长度、直径和间距应满足设计要求。第三章第三章第三章第三章 排水固结法排水固结法排水固结法排水固结法地基处理地基处理先在地基中成孔，再在孔内灌砂形成砂井。先在地基中成孔，再在孔内灌砂形成砂井。必须保证砂井的施工质量以防缩颈、断颈或必须保证砂井的施工质量以防缩颈、断颈或错位现象。错位现象。砂井的灌砂量应按砂在中密状态时的干重度砂井的灌砂量应按砂在中密状态时的干重度和井管外径所形成的体积计算，其实际灌砂和井管外径所形成的体积计算，其实际灌砂量按质量控制要求，不得小于计算值的量按质量控制要求，不得小于计算值的95

37、%95%。灌砂时可适当灌水，以利密实。灌砂时可适当灌水，以利密实。砂井位置的允许偏差为该井的直径，垂直度砂井位置的允许偏差为该井的直径，垂直度的允许偏差为的允许偏差为1.5%1.5%。第三章第三章第三章第三章 排水固结法排水固结法排水固结法排水固结法地基处理地基处理2 2、袋装砂井施工、袋装砂井施工袋装砂井施工基本上解决了大直径砂井中所存在袋装砂井施工基本上解决了大直径砂井中所存在的问题，使砂井的设计和施工更加科学化，保证的问题，使砂井的设计和施工更加科学化，保证了砂井的连续性。施工设备实现了轻型化，比较了砂井的连续性。施工设备实现了轻型化，比较适合在软弱地基上施工；用砂量大为减少；施工适合在

38、软弱地基上施工；用砂量大为减少；施工速度加快、工程造价降低，是一种比较理想的竖速度加快、工程造价降低，是一种比较理想的竖向排水体。向排水体。（1 1）施工具和工效）施工具和工效在国内，袋装砂井成孔的方法有锤击打入法、水在国内，袋装砂井成孔的方法有锤击打入法、水冲法、静力压入法、钻孔法和振动贯入法五种。冲法、静力压入法、钻孔法和振动贯入法五种。（2 2）砂袋材料必须选用抗拉力强、抗腐蚀和抗）砂袋材料必须选用抗拉力强、抗腐蚀和抗紫外线能力强、透水性能好、韧性和柔性好、紫外线能力强、透水性能好、韧性和柔性好、透气并且在水中能起过滤网作用和不外露砂料透气并且在水中能起过滤网作用和不外露砂料的材料支座。

39、国内采用过的砂袋材料有麻布袋的材料支座。国内采用过的砂袋材料有麻布袋和聚丙烯编织袋。和聚丙烯编织袋。（3 3）施工要求）施工要求灌入砂袋的砂宜用干砂，并应灌制密实。砂袋灌入砂袋的砂宜用干砂，并应灌制密实。砂袋长度应较砂井孔长度长长度应较砂井孔长度长50cm50cm，使其放入井孔后，使其放入井孔后能露出地面，一边埋入排水砂垫中。能露出地面，一边埋入排水砂垫中。袋装砂井施工时，所用钢管的内径宜略大于砂袋装砂井施工时，所用钢管的内径宜略大于砂井直径，不宜过大以减小施工过程中对地基土井直径，不宜过大以减小施工过程中对地基土的扰动。另外，拔管后带上砂袋的长度不宜超的扰动。另外，拔管后带上砂袋的长度不宜超

40、过。过。第三章第三章第三章第三章 排水固结法排水固结法排水固结法排水固结法地基处理地基处理3 3、塑料排水带施工、塑料排水带施工塑料排水带法是将塑料排水带用插带机将塑料排水带法是将塑料排水带用插带机将其插入软土中，然后在地基面上加载预压其插入软土中，然后在地基面上加载预压（或采用真空预压），土中水沿塑料袋的（或采用真空预压），土中水沿塑料袋的通道逸出，从而使地基土得到加固的方法。通道逸出，从而使地基土得到加固的方法。第三章第三章第三章第三章 排水固结法排水固结法排水固结法排水固结法地基处理地基处理二、真空预压法施工二、真空预压法施工1 1、加固区划分是真空预压施工的重要环节，理、加固区划分是真

41、空预压施工的重要环节，理论计算结果和实际加固效果均表明，每块真空预论计算结果和实际加固效果均表明，每块真空预压加固场地的面积宜大不宜小。目前国内单块真压加固场地的面积宜大不宜小。目前国内单块真空预压面积已达空预压面积已达30000m230000m2。但如果受施工能力或。但如果受施工能力或场地条件限制，需要把场地划分成几个加固区域场地条件限制，需要把场地划分成几个加固区域分期加固，划分区域时应考虑一下几个因素：分期加固，划分区域时应考虑一下几个因素：（1 1）按建筑物分布情况，应确保每个建筑物位）按建筑物分布情况，应确保每个建筑物位于一块加固区域之内，建筑边线距加固区有效边于一块加固区域之内，建

42、筑边线距加固区有效边线根据地基加固厚度可取线根据地基加固厚度可取2 24m4m或更大些。或更大些。第三章第三章第三章第三章 排水固结法排水固结法排水固结法排水固结法地基处理地基处理（2 2）应考虑竖向排水体打设能力、加工大面）应考虑竖向排水体打设能力、加工大面积密封膜的能力、大面积铺膜的能力和经验及积密封膜的能力、大面积铺膜的能力和经验及射流装置和虑管的数量等方面的综合指数。射流装置和虑管的数量等方面的综合指数。（3 3）应以满足建筑工期要求为一句，一般加）应以满足建筑工期要求为一句，一般加固面积固面积6000600010000m210000m2为宜。为宜。应避免两块加固区的分界线横过建筑物发

43、生不应避免两块加固区的分界线横过建筑物发生不均匀沉降。均匀沉降。第三章第三章第三章第三章 排水固结法排水固结法排水固结法排水固结法地基处理地基处理工艺设备工艺设备抽真空工艺设备包括真空源和一套膜内、膜外管抽真空工艺设备包括真空源和一套膜内、膜外管路。路。（1 1）真空源目前国内大多采用射流真空装置，）真空源目前国内大多采用射流真空装置，射流真空装置由射流箱和离心泵等组成。射流真空装置由射流箱和离心泵等组成。抽真空装置的布置视加固面积和射流装置的能力抽真空装置的布置视加固面积和射流装置的能力而定，一套高质量的抽真空装置在施工初期可负而定，一套高质量的抽真空装置在施工初期可负担担100010001

44、200m21200m2的加固面积，后期可负担的加固面积，后期可负担150015002000m2000m2 2的加固面积。抽真空装置设置数量，应始的加固面积。抽真空装置设置数量，应始终保持密封膜内高真空度为原则。终保持密封膜内高真空度为原则。第三章第三章第三章第三章 排水固结法排水固结法排水固结法排水固结法地基处理地基处理 工艺设备工艺设备（2 2）膜内管路连接着射流装置的回阀、截水阀、）膜内管路连接着射流装置的回阀、截水阀、管路组成。过水断面应能满足排水量，且能承管路组成。过水断面应能满足排水量，且能承受受100kPa100kPa径向力而不变形破坏的要求。径向力而不变形破坏的要求。（3 3）膜

45、内水平排水滤管，目前常用直径为）膜内水平排水滤管，目前常用直径为60607070的铁管或硬质塑料管。的铁管或硬质塑料管。为了使水平排水滤管标准化并能适应地基沉降为了使水平排水滤管标准化并能适应地基沉降变形，滤水管一般加工成长变形，滤水管一般加工成长5m5m一根，滤水部分一根，滤水部分钻有钻有8 81010的滤水孔，孔距的滤水孔，孔距5cm5cm，三角形排列，三角形排列，滤水管外绕滤水管外绕3mm3mm铅丝（圈距铅丝（圈距5cm5cm），外包一层尼），外包一层尼龙窗纱布，再包滤水材料构成滤水层。目前常龙窗纱布，再包滤水材料构成滤水层。目前常用的滤水层材料为土工合成材料。用的滤水层材料为土工合成材

46、料。第三章第三章第三章第三章 排水固结法排水固结法排水固结法排水固结法地基处理地基处理（4 4）滤水管的布置与埋设，滤水管的平面布）滤水管的布置与埋设，滤水管的平面布置一般采用条形或鱼刺形排列，遇到不规则场置一般采用条形或鱼刺形排列，遇到不规则场地时，应因地制宜地进行滤水管排列设计，保地时，应因地制宜地进行滤水管排列设计，保证真空负压快速而均匀地传至场地各个部位。证真空负压快速而均匀地传至场地各个部位。滤水管的排距滤水管的排距l l一般为一般为6 610m10m，最外层滤，最外层滤水管距场地边的距离为水管距场地边的距离为2 25m5m。滤水管之间的。滤水管之间的连接，以适应场地沉降。连接，以适

47、应场地沉降。滤水管埋设在水平排水砂垫层的中部，其上应滤水管埋设在水平排水砂垫层的中部，其上应有砂覆盖层，以防止有砂覆盖层，以防止滤水管上尖利物体刺破滤水管上尖利物体刺破密封膜。密封膜。密封系统密封系统密封系统由密封膜、密封沟和辅助密封措施组成。密封系统由密封膜、密封沟和辅助密封措施组成。一般选用聚乙烯或聚氯乙稀薄膜。一般选用聚乙烯或聚氯乙稀薄膜。塑料膜经过热合加工才能成为密封膜，热合时每塑料膜经过热合加工才能成为密封膜，热合时每幅塑料膜可以立缝搭接，搭接长度为宜。热合幅塑料膜可以立缝搭接，搭接长度为宜。热合时根据塑料膜的材质、厚度确定热合温度、刀的时根据塑料膜的材质、厚度确定热合温度、刀的压力

48、和热合时间，使热合缝牢而不熔。压力和热合时间，使热合缝牢而不熔。为了保证整个预压过程中的密封性，塑料膜一般为了保证整个预压过程中的密封性，塑料膜一般宜铺设宜铺设2 23 3层，每层膜铺好后应检查和粘补破漏层，每层膜铺好后应检查和粘补破漏处。膜周边的密封可采用挖沟折铺法。在地基土处。膜周边的密封可采用挖沟折铺法。在地基土颗粒细密、含水量较大、地下水位浅的地区也可颗粒细密、含水量较大、地下水位浅的地区也可采用平铺膜。采用平铺膜。第三章第三章第三章第三章 排水固结法排水固结法排水固结法排水固结法地基处理地基处理密封沟的截面尺寸应视具体情况而定，密封膜与密封沟的截面尺寸应视具体情况而定，密封膜与密封沟

49、内坡度密封性好的黏土接触，其长度密封沟内坡度密封性好的黏土接触，其长度a a一一般为，密封沟的密封长度般为，密封沟的密封长度b b应大于，其深度应大于，其深度d d也也应大于，以保证周边密封膜上有足够的覆土厚度应大于，以保证周边密封膜上有足够的覆土厚度和压力。和压力。如果密封沟底或两侧有碎石或砂层等渗透性好的如果密封沟底或两侧有碎石或砂层等渗透性好的夹层存在，应将该夹层挖除干净，回填夹层存在，应将该夹层挖除干净，回填40cm40cm厚的厚的软黏土。软黏土。由于某种原因，密封膜和密封沟发生漏气现象时，由于某种原因，密封膜和密封沟发生漏气现象时，施工中必须采用辅助密封措施。如膜上沟内同时施工中必须

50、采用辅助密封措施。如膜上沟内同时覆水、封闭式板桩墙内覆水等。覆水、封闭式板桩墙内覆水等。第三章第三章第三章第三章 排水固结法排水固结法排水固结法排水固结法地基处理地基处理抽气阶段施工要求与质量要求抽气阶段施工要求与质量要求（1 1）膜上覆水一般应在抽气后，膜内真空度达）膜上覆水一般应在抽气后，膜内真空度达80kPa80kPa，确信密封系统不存在问题方可进行，这段时间一般为确信密封系统不存在问题方可进行，这段时间一般为7 710d10d（2 2）保持射流箱内满水和低温，射流装置空载情况下）保持射流箱内满水和低温，射流装置空载情况下均应超过均应超过96kPa96kPa；（3 3）经常检查各项记录，