真空預(yù)壓排水固結(jié)法設(shè)計及計算年附圖豐富

真空預(yù)壓排水固結(jié)法

廣東中譽設(shè)計院有限公司2018年10月14日1概述

排水固結(jié)法（Consolidation）是處理軟黏土地基的有效方法之一。該法是對天然地基，或先在地基中設(shè)置砂井等豎向排水體，然后利用建筑物本身重量分級逐漸加載，或是在建筑物建造以前，在場地先行加載預(yù)壓，使土體中的孔隙水排出，逐漸固結(jié)，地基發(fā)生沉降，同時強度逐步提高的方法。排水固結(jié)法適用于處理淤泥質(zhì)土、淤泥、泥炭土和沖填土等飽和粘性土地基。

排水固結(jié)法可解決以下兩個問題：（1）沉降問題。使地基的沉降在加載預(yù)壓期間大部分或基本完成，使建筑物在使用期間不致產(chǎn)生不利的沉降和沉降差。（2）穩(wěn)定問題。加速地基土的抗剪強度的增長，從而提高地基的承載力和穩(wěn)定性。排水固結(jié)法通常由排水系統(tǒng)和加壓系統(tǒng)兩部分組成。

2排水固結(jié)法的原理3真空預(yù)壓法

真空預(yù)壓法是1952年由瑞典皇家地質(zhì)學(xué)院提出的，施工時先在地面鋪設(shè)一層透水的砂及礫石，其上覆蓋不透氣的薄膜材料，然后用射流泵抽氣使透水材料中保持高度的真空度，使土體排水固結(jié)。真空預(yù)壓法處理地基必須設(shè)置排水豎井。設(shè)計內(nèi)容包括：豎井?dāng)嗝娉叽?、間距、排列方式和深度的選擇；預(yù)壓區(qū)面積和分塊大??；真空預(yù)壓工藝；要求達(dá)到的真空度和土層的固結(jié)度；真空預(yù)壓和建筑物荷載下地基的變形計算；真空預(yù)壓后地基土的強度增長計算等。

具體內(nèi)容見教材真空預(yù)壓和堆載預(yù)壓比較具有如下優(yōu)點：①不需堆載材料，節(jié)省運輸與造價；

②場地清潔，噪音??；

③不需分期加荷，工期短；

④可在很軟的地基上采用。3真空預(yù)壓排水固結(jié)設(shè)計要點1、設(shè)計前特別要查明透水層位置及范圍和地下水狀況，它往往覺得真空預(yù)壓是否適用或需采取附加密封措施以及垂直排水通道的打設(shè)深度。2、真空預(yù)壓法處理必須設(shè)置排水豎井。設(shè)計內(nèi)容包括：豎井?dāng)嗝娉叽?、間距、排列方式和深度的選擇。3、砂井的砂料應(yīng)選用中粗砂，其滲透系數(shù)Kw應(yīng)大于1x10-2cm/s。4、真空預(yù)壓豎向排水通道宜穿透軟土層，但不應(yīng)進(jìn)入下臥透水層。軟土層較厚、且以地基抗滑穩(wěn)定性控制的工程，豎向排水通道的深度至少應(yīng)超過最危險滑動面2.0m。5、豎向排水通道不僅起排水、減少土體排水距離及加速土體固結(jié)的作用，而且起著傳遞真空度的作用。實踐證明塑料排水帶效果比砂井好。6、真空預(yù)壓區(qū)邊緣應(yīng)大于建筑物輪廓線每邊不得小于3m。7、真空預(yù)壓最大膜下真空度在650mmHg(約86.7kPa)，膜下真空度達(dá)到設(shè)計要求后的預(yù)壓設(shè)計不宜低于90d。8、真空預(yù)壓加固面積較大時，宜采取分區(qū)加固，每塊預(yù)壓面積應(yīng)盡可能大且呈方形，分區(qū)面積宜為20000~40000平米。4地基固結(jié)度的計算4地基固固結(jié)度度的計計算4地基固固結(jié)度度的計計算4地基固固結(jié)度度的計計算4地基固固結(jié)度度的計計算4地基固固結(jié)度度的計計算一級或或多級級等速速加載載條件件下，，當(dāng)固固結(jié)時時間為為t時，對對應(yīng)總總荷載載的地地基平平均固固結(jié)度度可按按下式式計算算：4地基固固結(jié)度度的計計算當(dāng)排水水豎井井采用用擠土土方式式施工工時，，應(yīng)考考慮涂抹對土體體固結(jié)結(jié)的影影響。。當(dāng)豎豎井的的縱向向通水水量與與天然然土層層水平平向滲滲透系系數(shù)的的比值值較小小，且且長度度又較較長時時，尚尚應(yīng)考考慮井組影響。。4地基固固結(jié)度度的計計算瞬時加載條條件下下，考考慮涂抹和和井組組影響時時，豎豎井地地基徑向排水平平均固固結(jié)度度可按按下式式計算算：4地基固固結(jié)度度的計計算4地基固固結(jié)度度的計計算反映井井阻作作用影影響的的參數(shù)數(shù)的的表達(dá)達(dá)式為為：4地基固固結(jié)度度的計計算一級或或多級級等速加加載條條件下下，考考慮涂抹和和井阻阻影響時時豎井井穿透透受壓壓土層層地基基的平平均固固結(jié)度度可按按下式式計算算：5沉降計計算5沉降計計算5沉降計計算5沉降計計算6強度增增長計計算真空預(yù)預(yù)壓荷荷載下下地基基強度度增長長值。。式中：：τft——t時刻該該點土土的抗抗剪強強度(kPa)△σz——真空預(yù)預(yù)壓荷荷載引引起的的該點點的附加加應(yīng)力力(kPa)，當(dāng)計計算加加固土土層中中某深深度處處土的的強度度增長長值時時，△△σz用相應(yīng)應(yīng)深度度垂直直排水水通道道中真真空度度值。。Ut——在作用用下，，該點點土的的固結(jié)結(jié)度。。ψcu——相應(yīng)土土層三三軸固固結(jié)不不排水水壓縮縮試驗驗內(nèi)摩摩擦角角（度度）τft=ττf0+△σz*Ut*tanψψcu承載力力：P≈5.52τft/K式中：：K———安全系系數(shù)，，取1.3~1.57施工方方法要保證證排水水固結(jié)結(jié)法的的加固固效果果，從從施工工角度度考慮慮，主主要應(yīng)應(yīng)重視視以下下三個個環(huán)節(jié)節(jié)：鋪設(shè)水水平墊墊層、、設(shè)置置豎向向排水水體和和施加加固結(jié)結(jié)壓力力。砂井成成孔的的典型型方法法有套套管法法、射射水法法、螺螺旋鉆鉆成孔孔法和和爆破破法。。灌入砂砂袋中中的砂砂宜用用干砂砂，并并應(yīng)灌灌致密密實。。7施工塑料排排水板板插板板機塑料排排水板板地基基處理理塑料排排水板板施工工工藝藝流程程圖塑料排排水板板施工工現(xiàn)場場真空預(yù)預(yù)壓地地基處處理真空預(yù)預(yù)壓管管網(wǎng)鋪鋪設(shè)真空管管網(wǎng)鋪鋪設(shè)真空系系統(tǒng)第第一層層土工工布鋪鋪設(shè)土工布布鋪設(shè)設(shè)土工布布縫接接真空系系統(tǒng)雙雙層密密封土土工膜膜的鋪鋪設(shè)真空系系統(tǒng)土土工膜膜的密密封出膜連連接與與真空空系統(tǒng)統(tǒng)安裝裝出膜連連接出膜管管與真真空泵泵連接接試抽真真空8質(zhì)量檢檢驗排水固固結(jié)法法加固固地基基施工工中經(jīng)經(jīng)常進(jìn)進(jìn)行的的檢測測項目目有孔隙水水壓力力觀測測、沉沉降觀觀測、、側(cè)向向位移移觀測測、地地基土土物理理力學(xué)學(xué)指標(biāo)標(biāo)檢測測等。8質(zhì)量檢檢驗預(yù)壓法法竣工工驗收收檢驗驗應(yīng)符符合下下列規(guī)規(guī)定：：（1）排水水豎井井處理理深度度范圍圍內(nèi)和和豎井井底面面以下下受壓壓土層層，經(jīng)經(jīng)預(yù)壓壓所完完成的的豎向向變形形和平平均固固結(jié)度度應(yīng)滿滿足設(shè)設(shè)計要要求。。（2）應(yīng)對對預(yù)壓壓的地地基土土進(jìn)行行原位位十字字板剪剪切試試驗和和室內(nèi)內(nèi)土工工試驗驗。必必要時時，尚尚應(yīng)進(jìn)進(jìn)行現(xiàn)現(xiàn)場載載荷試試驗，，試驗驗數(shù)量量不應(yīng)應(yīng)少于于3點。（3）在加加載過過程中中