排水預壓法的系統(tǒng)講解

排水預壓法

DrainageConsolidationMethod2009年一、排水預壓法簡介

所謂預壓法就是在建筑物建造之前，或竣工之前，在建筑場地進行預壓，使地基土體產(chǎn)生一定程度的固結和壓縮，地基產(chǎn)生預先的沉降，土體強度得到提高，使得建筑物的工后沉降減少，同時使建筑物在施工過程中更加穩(wěn)定和安全。軟土含水率高強度低壓縮性高壓縮變形大排水預壓法含水率降低強度提高壓縮性降低壓縮變形減小排水預壓法處理軟土的效果土壓縮性減小△’e<△efec’>abc承載力被加強加固地基1、排水預壓法作用原理土體再壓縮曲線圖軟粘土排水系統(tǒng)加壓系統(tǒng)超孔隙水應力消散強度提高排水預壓法作用流程圖

從預壓法的過程和原理來看，排水預壓法的過程始終伴隨著土體的固結、壓縮、土體強度變化的過程，要達到這個目的，使土體發(fā)生固結，必須有一個排水通道，有了排水通道，要使土體中的孔隙水往外排，還需要提供一個外部因素：即加壓系統(tǒng)使得孔隙水具有壓力差，才能往外排水。（1）排水通道

排水通道一個可以利用天然地基的排水通道，利用土層本身的滲透性排水，如地基中天然的夾砂層。但有時候，土體本身的滲透性小，排水慢，或者說固結慢，達到預壓的目的需要很長時間，因此為了加快排水，加速土體的固結，人為的縮短排水距離，即采用人工改進排水。常用的人工改進排水是由豎向排水體或水平排水墊層組成的，或者兩者同時使用。①水平排水層砂墊層透水層根據(jù)太沙基一維固結理論有：

一般采用砂、碎石等透水性好的材料，滲透系數(shù)要到量級為佳。有的也采用水平塑料排水褥墊等。②豎向排水體

粘性土滲透系數(shù)一般在滲透很慢；為了更好的加速排水，進一步縮短排水距離，還可以設置豎向排水體的方式作為排水系統(tǒng)。豎向排水體的滲透系數(shù)一般在量級附近，是良好的排水通道。水平排水層常用：普通砂井、袋裝砂井、塑料排水板等透水層豎向排水體（2）加壓系統(tǒng)

根據(jù)加壓系統(tǒng)的不同，排水預壓法可分為堆載排水預壓法、真空排水預壓法、真空堆載聯(lián)合排水預壓法以及降水預壓法等。附加應力分布線水平砂墊層砂井荷載附加應力分布情況（砂井未打穿透水層）①堆載預壓法

堆載預壓法是外面施加荷載，即施加附加應力通過增加總應力引起超靜孔隙水壓力，通過一定的預壓施加，孔隙水壓力消散，總應力逐步轉化為有效應力，使土體發(fā)生壓縮、強度增加的方法。等載預壓對工后沉降影響超載預壓法對工后沉降影響排水駁系統(tǒng)龜與加執(zhí)壓系館統(tǒng)使之用效滔果②真空徒預壓卵法真空啄排水青預壓望法是嚇利用臘在地拒基內(nèi)梳設置克豎向影排水透體，雙并形稈成一扇定的守真空勤度，隸使土瞇體中庫的水象壓力痰形成壓力夸差，孔突隙水搏排出胡，有晶效應少力增修加的挎方法造。與護堆載夾排水鳳預壓級法相掠比有掃著本盞質的潛不同筐，它縫是總嫂應力覺不變蟻的情被況下娛的排由水固安結。真空度原有有效應力總應力原有有孔隙水應力降低后的孔隙水應力增加的有效應力真空城預壓聽加壓碗原理圍堰大氣壓強砂墊層真空區(qū)薄膜溝渠真空泵真空管砂井或塑料排水板真空策預壓快工法然示意③降水猴位法降水揪預壓勿法是索降低濤地下端水位隔，使霧得土樓層在牧降水遠范圍端內(nèi)土尊的浮唇容重摩變?yōu)樾螡袢蒡_重，塌土體役的自獎重應撞力或踏附加錯應力虹增加車，使勞土層寶固結簽，有醫(yī)效應尺力增鴿加。有時癢候幾誼個方戀法會杠聯(lián)合簡使用覆，如德真空慨堆載板聯(lián)合炒預壓盞方法滲，可吸以提尾高預靠壓效愈果。排水勻固結醫(yī)法預壓斷系統(tǒng)排水石系統(tǒng)堆載扇法真空脆法降低螺地下森水位現(xiàn)法聯(lián)合邀法豎向傳排水幸體水平專排水索層普通紛砂井袋裝水砂井塑料巡壽排水賽板砂墊諷層（碎魚石墊白層）（3）排蠟水固抗結法靈分類鼓匯總一般榨預壓例（無禽豎向蒼排水獲體）（4）排撫水固校結法財可以因解決堪以下簽兩個宿問題猶：①沉本降問膊題：使地弱基的股沉降援在加開載期湖間大督部分客基本萍完成扯，使堪建筑烈物在樂使用腿期間洗不致饞產(chǎn)生竿不利溜的沉牌降或王沉降糠差，堪即減師少工憲后沉割降。②穩(wěn)饅定問礎題：加速億地基姻土的謀抗剪撈強度獻的增儉長，灶從而征提高遮地基親的承絡載力餃和穩(wěn)丟定性彎。二、復排水幻玉固結波法施聽工工戰(zhàn)藝1、堆層載排薪水預唱壓法堆載砂墊層砂井、塑料排水板施工賀主要接環(huán)節(jié)執(zhí)：1）水昂平向膜排水師砂墊蠢層施富工；2）豎帽向排羨水井槐（塑含排板旦）施汪工；3）鋪臺設土束工格答柵；4）均柴勻穩(wěn)懂定的粥施加阿預壓層荷載泊；5）沉叮降監(jiān)愈測和盒效果臟檢驗仆。水平聰系統(tǒng)培一般階采用耗砂墊貸層，咽砂墊族層一孟般采勁用透鞏水性民好的風中粗其砂，否其滲牽透系捐數(shù)大炭于10者-2轎cm羽/s，含活泥量茫不大彩于3%。根拜據(jù)工牛程所厘在地音的料豬源情珍況，散也可夕以采濃用碎蛙石或免砂礫突材料叮做墊勤層，登即碎劍石或閘砂礫注墊層爸。①水平凡排水迫層施表工②豎向脊排水灶體施顯工從國匙內(nèi)外養(yǎng)的技睛術發(fā)利展來擇看，辱豎向該排水掉體先液后主濃要應必用過俘：20申0-協(xié)50愁0m潤m的普蠅通砂貸井；70圣-1挑20挑mm的袋回裝砂被井；油塑料志排水褲板。1）普擋通砂批井普通趕砂井濤經(jīng)常辮會出娛現(xiàn)不送連續(xù)淚出現(xiàn)合斷樁明或者慶縮頸奮現(xiàn)象屯不能殼避免雖；大案直徑烏的砂錯井使睜用的逝設備彩比較茶笨重飾，施蔥工麻狼煩，燥造價認高，陪而且程從排龍水需環(huán)要上柿看，婦不需合要這帝么大汗的排疼水體晨。地善基中幣的淤滿泥經(jīng)也常在欠施工悔時或役者排碰水時踐會混侵入砂攏井中蘇，影損響排耗水效寧果。幸因此或后來鏈大直救徑的雁砂井馬用得籍越來倘越少騙，逐較步采甩用小爪直徑袋的袋團裝砂想井。2）袋廳裝砂忠井袋裝暴砂井強的形妨狀如貢圖。陡它是紡采用乒土工漿編織拘布制引成7-國12精cm（國國內(nèi)一通般用7c役m左右柜，日饑本用擔的12少cm左右拐）直氧徑的蘋袋子子，在悠里面滑填充剝砂子頭，先烏灌好灑。打設隸完的網(wǎng)袋裝瓣砂井小直慌徑袋和裝砂呀井與肚普通棗大直鴨徑的桂砂井尊相比擦，主蓮要有姑以下?lián)弦恍┳詢?yōu)勢阻：由于錫土工浮布袋踢的存食在可翼以基析本保音證排騰水體漏的連抽續(xù)性膨；由混于采宅用了此小直沾徑，篩可以懸采用鉗細而僵密的陡分布設，那鋪么排姑水距衰離大誦為縮仿短，嗓加快證了排應水固世結，可同時握施工便設備蕩可以促實現(xiàn)沫輕型誼化，夢比較糕適應覺軟弱譯的地價基表閣面施斃工，蹈施工完速度咱加快艘、工置程造茅價降袖低。3）塑筒料排祥水板目前榆塑料拋排水端板的原樣式染如圖彈，由淘板芯船和濾扔膜組敵成。將廠家胸、型董號很陪多，牛我國丈實際扁工程我目前蜂采用衣的最捷多的雁是這符種芯貴板截漢面為六并聯(lián)飾十字命型而脹組成賭口琴壓狀。塑排斃板截醒面圖外層及過濾她纖維獻顯微野結構成卷問的塑體料排堆水板打設塊完的屆塑料財排水冶板塑料飛排水變板加釋固軟亡土地要基的還優(yōu)點程：1）尸濾水停性好償，排框水暢涂通，兄排水維效果州有保政證。2）材詞料有粱良好袍的強圖度和側延展躁性，薄能適墻合地絞基變尾形能鴿力而親不影習響排秘水性學能（籮袋裝更砂井撕容易摩折斷蘆）。3）排會水板稿斷面澤尺寸辛小，杯施打俱排水今板過則程中刷對地勒基擾簡動小調。4）可察在超部軟弱鳥地基襪上進賞行插份板施便工。5）施矛工快甘、工腥期短型，材追料可萄工廠嗚化生士產(chǎn)，溜造價但比袋橫砂井恐低。普通銹砂井奏和塑寄料排趙水板掙，土綱擾動杜范圍化對比①將塑嚇料帶絕通過熟導管叢從管示靴穿炎出；巡壽將塑劇料帶譯與樁駕尖連命接貼吹緊管鬧靴并局對準陳樁位排；②靜忽壓沉票入導啟管達躲設計禁深度袋；③拔棚管，鄙塑料謊排水柱板與徐軟土囑粘接爽錨固脹留在顫軟基巡壽內(nèi)；④在毒砂墊溉層中鍛預留30右cm以上繪，剪拔斷塑福料排姐水板拒，將炊塑料揮排水嗚板板搜頭埋距入到走砂墊滔層中桂；⑤將粱塑料承排水久板與途樁尖養(yǎng)再連姨接，短移位焰重新絲式打設拌。塑排較板打慮設流剩程：當塑禁料排笑水板末帶出魄長度賢大于0.莖5m時將捕進行攔補打女。塑辟料排堤水板嫩搭接像時，坑搭接券長度恰在20損cm以上白。塑料筍排水輸板的籠打設③預壓推荷載涼的施明工（1）填患筑實疼體材兄料注意答控制誦加載鋸速率租，確陷保穩(wěn)賀定。（2）真京空預翼壓荷特載的炕施加恒。2、真獨空預記壓法真空客預壓織荷載隊施加援，是禽在被并加固護軟土適表面授和深繪度范敞圍內(nèi)敗完全蘇密封箭抽真劑空特澆定條舟件下腿，被艱加固架軟基違內(nèi)外糕形成鋤大氣霞壓差鼠，并蝴以此楊作為客預壓辮荷載箏，當送設計盆荷載泊超過80復~9形0k待Pa時，浩可與叼堆載凈預壓哲聯(lián)合心使用滴，稱透為“診真空賽聯(lián)合取堆載惠預壓街排水鏡固結遮法”虛。真空也聯(lián)合霞堆載銹預壓傻法1）真峰空預稍壓法以施工綿步驟沖：⑴肅鋪設50杠cm厚砂晌礫墊爸層，躁并打童設塑仁料排濁水板搭；⑵稈在舅砂礫蝕墊層產(chǎn)中埋昏設主席、濾螞管；⑶意填10傷cm厚細賢砂墊往層；⑷載鋪蛾設復桌合土骨工布馳和密炊封膜鼓；⑸閘在掌加固絮區(qū)邊引緣挖曾溝、采填溝仗、安犬裝并莫連接舞抽氣敗管道多和射棄流泵滑；⑹壟檢專驗土麗工膜本密封郊情況給；⑺薄土性工膜系上鋪段設20罩cm厚細府砂層春和30外cm厚的靠粘土都層,以保門護密輔封膜搖；⑻懷開界始抽辨氣，勝密切標注意銅膜下除真空仗度的倚變化附，發(fā)第現(xiàn)漏假氣，毛及時哨處理樓，當?shù)钅は屡跽婵绽隙确€(wěn)通定到叫設計匙值后秋，連巾續(xù)抽僚氣一灣周左動右，坊進行祝上部兄堆載間填筑降。2）砂我墊層龜?shù)匿伕煸O①墊恩層材還料柏：墊俯層材柄料應鈴采用慎透水塘性好劑的砂艘料，儀采用50砍cm厚砂燭礫墊洽層，雹并在察其上兆鋪設10足cm細砂索。②墊賣層尺挨寸：討墊層架厚度捷為50村cm砂礫+1飲0c嫁m細砂朽共計60鐮cm。平掘面尺緣瑞寸為界加固括區(qū)周條圍向甜外各司延伸1m，以餓保證授滲出稻的水趴能夠霉沿砂鄭墊層屯排出舟。③墊把層施鄰工：夫墊層執(zhí)的施稻工方討法采房誠用機滾械分望堆攤鋒鋪法逗，即寄先堆餓成若約干砂本堆，釀然后輕用機振械攤格平。蔬施工堡時避建免對齊軟土耳表層蟲的過活大擾死動，六以免挨造成味砂和蝦淤泥攝混合押，影繪響墊貓層的存排水勺效果介。4）真斤空預召壓的扔施工抽真段空系嗎統(tǒng)包私括主放、濾準管及警其布廁置、著密封懶膜的橫鋪設慮及抽厚真空好設備播。①主克、濾然管及膏其布襲置主管添、濾至管的波幾種傻布置育形式形如下瀉圖所梢示：真空兆預壓緊（已雞打設繁塑料舒排水例板）主管丑、濾抓管的角幾種黎布置抵形式濾管事的鋪問設真空萍預壓童（鋪出設真爸空管水）②封閉擋膜的甘鋪設加工蒼好的扔密封球膜面適積要沉大于毯加固膨場地偽面積針，肚一般柿情況泊下，則密封朱膜每襪邊大腰于加改固區(qū)窩相應粘邊1m以上爬。為從了保網(wǎng)證整夸個預翼壓過坑程中賓的密溝封性包，塑吵料膜攀鋪設腔了2層，辜每層位膜鋪遭好后臘進行汗檢查薪和粘答補破侮漏處兵。封閉菌膜的洲鋪設密封搞溝設碗計示為意圖密封銅溝施矩工③抽真達空設漠備的長施工抽真暴空設攔備主寧要包腸括出犁膜裝努置和奇真空減射流群泵。彩出膜哈裝置乓是指土膜下賊的主執(zhí)管與靈膜外露的抽堵真空掩裝置股相聯(lián)質接的鍵一種救裝置倒。真走空射榆流泵駱包括揮離心博泵、創(chuàng)射流葉噴嘴福和循該環(huán)水翁箱，蚊射流雜噴嘴辣和循映環(huán)水泛箱由茫玻璃輩鋼制合成。真空玻預壓距（真新空泵紀工作劑中）①、孔吩隙水呼壓力列觀測1）利猛用孔井隙水民壓力喪觀測映資料烘反算驕固結運系數(shù)披。2）利殘用孔牲隙水文壓力勞觀測吩資料喇控制歷加荷攝速度拉。②、沉果降觀污測③、側暖向位燒移觀論測3、前施工勢質量爛和預孩壓效焦果。孔壓狗計的們埋設綢情況監(jiān)測攪點埋孩設的吉密封三、駛排水親固結婆法的勵設計騾理論1、豎厲向排伍水體以的設垃計①直徑視和間致距關于廈直徑示，目垮前國家內(nèi)使觸用的闊是袋撫裝砂洋井和必塑料勺排水臂板。剃袋裝灰砂井賣普遍捕采用7c勸m的直紛徑。塑料立排水房誠板來欠說，眠設計備計算世時常眾把其逢換算利成圓難柱體臺來分突析，補對界脆面寬獅度為b，厚馬度為δ的塑濃料排詠水帶膜，其梢當量藥換算倡直徑得可胳按下應式計豬算：式中α為換柴算系法數(shù)，憤可通轟過實昨驗求鈴得。蛾下表伸為提游供的α值。α值資料來源備注0.6~0.9一般0.750.7511松尾新一郎卡爾斯坦尼Hansbo等MitchellandKatti《土質加固方法手冊》福岡正已：《最新軟弱地基處理方法》“Consolidationbyverticaldrains”第十屆國際土力學及基礎工程會議報告表1α值設計央時，α可在0.歪75值1.自0范圍膚內(nèi)取膀值。②豎向暈排水壇體的勤深度豎向預排水及體深度唯的選丟擇和宮土層憤分布攻、地脖基中造附加貝應力牛大小底，建選筑物櫻對地悄基變考形和窗穩(wěn)定升性的鄙要求年以及悉工期裙等因懸素有獄關。申當軟寨黏土賓層不宿厚時閣，排補水井瓦應貫紙穿黏訊土層腸，黏羊土層菊較厚娃但間瘦有砂帽層或火砂透洽鏡體遙時，忽排水男井應足盡可牙能打同至砂桃層或習透鏡愈體。宜當黏片土層水很厚飾又無賄砂透米水層咸時可她按建平筑物曉對地慶基變磚形及馳穩(wěn)定拔性要寸求以欲及排沉水體護的施堤工和膛有效盞排水障能力束來決街定，值國內(nèi)濕一般胡的工樹程控返制在25斯-3狂0m。排水侵井平晴面布遠置及胸影響兆范圍奸土柱岡體剖淋面③豎向理排水惱體的排瓦列豎井治的平鴨面布釀置方廢式一橋般為戶正三班角形另和正仰方形勞兩種意。在實申際固倘結計妙算時踩，常騎使用等效般圓直譜徑達來亦簡化胞計算吃，與排提水間捉距L的關泥系如她下：等邊熟三角蒙形排義列時宴：正方大形排煩列時劈燕：豎井鹽的布沈置范朱圍，匠一般捎比建暖筑物瞧基礎擊范圍堵稍大師。（2）（3）2、固夫結度量的計遠算單向拼固結尿問題（1）太常沙基腦理論太沙見基研朋究的漿是地磨基中熱發(fā)生皇固結弓的土弟層只貢有一艦層的闊情況溫，外什荷載p一次假瞬時拒施加練且在在固結根過程際中維缸持不巾變。描因此晝，式群（11）簡延化為盆：（12）此式巧為太渠沙基很提出戲的單匙向固止結微模分方畝程。假設揪土層袋單面版排水裁，則緣瑞邊界映條件謎為：（13）初始刮條件衡記作?。海?4）經(jīng)計西算可腰得到z深度耍處超長靜水竭壓力導的消緣瑞散程嚼度即室固結斷度扇為隊：（15）整個鐵土層賽的平恭均固鴿結度U為：（16）式中陽，胡，海為時預間因蹦數(shù)。（2）砂慈井固釋結理臺論按照爛砂井查固結悄理論代，當咽垂直歇排水愚通道豎打穿柔整個調軟土京層時護，地賓基在戴加固諸歷時t的平木均固味結度柔按下疾式計其算：（17）式中巷：α、β為排擇水固橡結參迎數(shù)，悶其值洗見表2。排水情況徑向排水豎向排水豎向和徑向組合三維排水β理想井非理想井α1表2α、β值為軸慣對稱專徑向勝排水尼固結雜參數(shù)銳；為豎嚷向排柳水一家維固床結參猶數(shù)；分別謝為地但基土魯?shù)呢Q勻向和雕水平振向固蚊結系確數(shù)；為井朵徑比蓄因子天，有脅下式蠻確定切：（17）N為井閱徑比滴，肺，為塑份料排釘水板匪的等恒值砂灘井直鼓徑或賄砂井漿直徑醬，為排工水圓攝柱的念等小并直徑;G為井跳阻因娛子，笑有下也面?zhèn)z倉式確渣定：當垂盛直排瓣水通桐道未濕打穿劉軟土遺層時序，可朵按下攏式計章算地失層的胞平均瓦固結笑度：附加應力分布線水平砂墊層砂井荷載式中闖：霧為岡在t時刻甜土層膜的平亦均固己結度煎；為垂啞直排壞水通販道打霸入深丑度范戒圍內(nèi)淺的平態(tài)均固兇結度斧，按譽式（16）和擺表2來計漢算；為垂值直排囑水通險道打楊入深捐度以疑下土算層的蛛平均膚固結米度，械按豎石向排怨水計獲算；為打救入深誤度比暗，班。當線巡壽性加獵載時記，平裙均固進結度衛(wèi)按下糕式計恨算當逐固級加尖載時形，平浪均固而結度慣按下婦式計央算式中冤：時刻攪多級鍵荷載議等速棒加荷芬修正觸后的貴地基概平均詠固結調度；第i級荷覺載的魚加載躺速率葡；各級士荷載旅的累民計值釘；分別坡為第i級荷產(chǎn)載加脫載的汽起始用時間怕和終尖止時愿間（伍從零環(huán)點起業(yè)算）側，當加計算還第i級荷緊載加訂載過姥程中搭某時畫間t的固佩結度瓦時，Ti改為t；參數(shù)攜，根補據(jù)地素基土多排水驕固結嫂條件厚按下請表采些用。握對豎彩井地強基，崇表中蕉所柜列為不律考慮盆涂抹分和井鐘阻影牢響的御參數(shù)梅值。不同鄰排水竭條件脂下、的理周論值排水固結條件參數(shù)豎向排水固結()向內(nèi)徑向排水固結豎向和向內(nèi)徑向排水固結（豎井穿透受壓土層）備注1Ch—土的徑向排水固結系數(shù)（cm2/s）Cv—土的豎向排水固結系數(shù)（cm2/s）

—雙面排水土層或固結應力均不分布的單面排水土層平均固結度H—土層豎向排水距離（cm）。4、強度度增漁長估際計（1）真齊空排拳水固且結法梁的強缸度增別長特妥征真空抓排水隊預壓突法是擊在預限壓地鏡基內(nèi)捎總應埋力不夜變的錘條件考下，搶使土申中的狹孔隙好水壓損力減尊小，叮有效爭應力竄增加媽的方殃法。掙與暗堆載個排水法預壓鍵法的談不同偏之處醉在于押：形撞成有頓效應貞力的蒸路徑著不同撒。真空石排水肥預壓譯法的渡強度搏增長渴的特奶征：1）真尿空排狼水預葬壓法憶的強妥度增板長是趨在等寧向固濃結過貫程中轉實現(xiàn)貿(mào)的；2）真謹空排相水預難壓法沸加固釣地基夢時地舒基土麥中不掃會產(chǎn)影生剪棒切蠕借動現(xiàn)雷象。圖11說明本了具幅有相寸同的堤垂直太有效似盈利描增量雙時，資兩種餡不排撒水強請度增顯長的橋差異俯。兩種種不同凱加固枯方式次強度隊的增俘長用堆圣載排挺水預盈壓法胸加固然時，繼地基線中某版一時齊刻的餐抗剪既強度稍，倘在考王慮了土由于厲剪切柏而引刊起的軋強度皮衰減艱后表傳示為哀：（18）式中著：封為齡天然鬼地基出抗剪輕強度曾；貿(mào)為由膠固結瓦而引俱起的啟抗剪忘強度凍的增墻長量擦；有為考罵慮剪兔切變阿形及脅其它軋因素井對強歉度的濱影響稻的一落個綜購合性脂折減架系數(shù)露。其中持由固河結引號起的壞強度另增量磨的姨計算蹈方法恒很多清，主奴要有蘇以下內(nèi)兩種凳：第一船種方蝕法——有效嗓應力泊法：（19）將式兄（19）代艇入式賽（18）得農(nóng)：（20）第二爬種方往法——有效矩固結術壓力左法：（21）將（21）式擠代入裕（18）得生：（22）（2）真戒空排欲水預氣壓法惰的強戲度增字長的轟計算真空茂排水擔固結份法的辟強度康增長躬可用險有效面應力驢法或套有效頑固結慎壓力酸法計統(tǒng)算，姿即可貪分別妨用式銹（19）或憐式（21）