排水固結法講義

8.排水固結DrainConsolidation（PreloadingMethod）地基處理NewTechnicalofSoilImprovement

排水固結法8.1.概述8.2.排水固結法加固機理8.3.預壓排水固結設計計算8.4.真空預壓法8.5.排水固結法施工8.1.概述

1.排水固結法

是對天然地基，或先在地基中設置豎向排水體，再利用建筑物本身重量逐漸加載；或在建筑物建造前在場地上先行加載預壓，使土體中的孔隙水排出，逐漸固結，地基發(fā)生沉降，強度逐步提高的方法。

該法常用于解決軟粘土地基的沉降和穩(wěn)定問題，可使地基的沉降在加載預壓期間基本完成或大部分完成，使建筑物在使用期間不致產(chǎn)生過大的沉降和沉降差。同時，可增加地基土的抗剪強度，從而提高地基的承載力和穩(wěn)定性。2.排水固結法的構成由排水系統(tǒng)和加壓系統(tǒng)兩部分共同組成。排水固結排水系統(tǒng)加壓系統(tǒng)豎向排水體水平排水系統(tǒng)普通砂井袋裝砂井塑料排水帶砂墊層堆載法真空法降低地下水位法電滲法聯(lián)合法3.豎向排水材料類型(1).塑料排水帶塑料排水帶的寬度一般為100mm，厚度3.5～4mm.(2).砂井砂柱為軟土提供了排水通道。塑料排水帶VerticalWickDrains截面：芯板為并聯(lián)十字型而組成口琴狀。濾膜：長纖熱扎無紡布，滲水性能極為優(yōu)良芯板：聚丙烯(PP)和聚乙烯(PE)混合摻配制插板機3.排水臺固結股的適漆用范愉圍適用臣于各嬌類淤央泥、罷淤泥勻質(zhì)土巷及沖睛填土強等飽屬和粘熱性土舊地基在。4.排水炊固結呢的應牌用條智件必須潑有預治壓荷其載有足希夠的腔預壓貧時間有適閱用的懇土類8.赴2.加固沃機理8.膝2.戴1.堆載綱預壓喂加固純機理1.什么浩是堆庫載預府壓：在軟峽粘土山地基側上，陰先施昆工加結荷載蘭，使寺土層箱產(chǎn)生救相當類的壓居縮固攻結，萌然后褲將預偉壓荷記載卸綢掉，肅進行得建筑互物施淚工，多即可丙增加宅地基則強度誦，減打少建糧筑物叼建成宇后的怎沉降悲量。2、土區(qū)的固末結過節(jié)程：土層彎的固旗結過嬌程就鍛是孔祥隙水祖壓力掀消散拋和有每效應死力增州加的倆過程邪。即鵲：也儀是土寧體密匆度和辣強度蹲隨時慶間而播增長遵的過鳳程。8.誤2.加固手機理3、總溜應力σ、有殖效應燦力σ＇、片孔隙偶水壓狗力ｕ輸三者悔間關題系什么烏是有翻效應撓力當荷禍載作平用于樸飽和賺土體類時，沸這些聽荷載防是由由土顆鉗粒和耐孔隙膏水共循同承扯擔的途。通怎過土血粒間作接觸叮點傳鉛遞的箱粒間件應力棟稱有效欄應力；通屆過孔姓隙水俗傳遞瘦的應災力稱米為孔隙殺水壓蛙力。σ＇＝σ－ｕ此時悶的固段結度U表示霉為：σ＇U＝ｕ↘0孝u=偉1完全葛固結σ＇＋扮ｕ飽和鐵土加本荷后瓜其固播結過謀程可襖分三隸種情貫況（1）、針荷載謙施工民加開脫始瞬慌間：ｔ＝0時，劃ｕ＝σ，σ＇＝0，U＝0（2）、陰滲流勢過程錄中：0＜ｔ炕＜∞時，睬ｕ＋σ＇＝σ，0＜U＜1（3）、繩滲流或終止屠時：ｔ＝∞時，代ｕ＝0，σ＇＝σ，U＝1（固記結完慘成）為了象加速遲固結船，在皂天然繞地基泥中設我計垂堆向排暑水體勢。在待實際格的工錦程中鳴設置芝砂井掌，包豬括袋龜裝砂既井、妥塑料擁排水期帶等經(jīng)。豎向橡排水感情況砂井創(chuàng)地基截排水逢情況水平嘉砂墊炎層砂井堆載產(chǎn)預壓葛法堆載排水砂墊塑層排水端砂井軟土喇層砂井拍堆載斷預壓失排水現(xiàn)固結兆示意吳圖堆載憤產(chǎn)生勞超靜蜘水壓站力排水矩固結王法的學原理加植固債軟哈土饒層豎閑向條排商水姐體排水綠墊層水平抵排水便盲溝系統(tǒng)堅組成——排水也系統(tǒng)8.聰2.輔2.真空肚預壓說加固萄機理1.真空山預壓閱概念設砂滋墊層賊＋垂歲直排捏水管毯道＋租封閉腰膜＋禾水平傘吸水檢管道談抽杜真空2.加固延機理挪：通過幼抽真絞空，嫌在膜茶的內(nèi)仆外形糕成壓篩差，費使土繞體中理的孔院隙水娛不斷哄排出倚，從寒而使欺土體舒固結廉。真空請預壓繡原理串主要衛(wèi)表現(xiàn)移在三戶個方排面；(1猴).薄膜丑上面轎承受歐等于代薄膜模內(nèi)外右壓差穿的荷戀載。(2經(jīng)).地下棉水位歐下降鵝，附鈔加應鎮(zhèn)力相辣應增六加。抽氣籠前后楊地下誼水位稼降低炭，此傍范圍執(zhí)內(nèi)土辦體由逮浮重庭度變織為濕黃重度聾，土做體固追結壓膝力增眉加。(3石).封閉悔氣泡場排出瓣，土頓的滲館透性植加大磚。鋪設百濾水努管豎向雅與水暮平排什水管直的連棟接方控式1.理論究上,真空難預壓倘法可害產(chǎn)生挽的最釣大荷內(nèi)載為時：(A符)5疊0k吼Pa選(沸B)囑75里kP胸a發(fā)(客C)特80湯kP剝a級(D舞)1廢00穗kP東a毛(宰E)在12攤0k領Pa【解藍】理羊論上托，當缺地基抓達到洲完全蓋真空戲時，男可產(chǎn)猜生1個大向氣壓誕即10翠0k效Pa的預徒壓荷叔載。2.工程描實際缸中,真空春預壓批法可壤產(chǎn)生挪的最鬼大荷屠載約伐為：(A己)5底0k殺Pa君(嫂B)書70飄kP惹a料(C晉)8京5k要Pa恭(D瘋)1珍00菌kP座a【解迅】理溪論上閃，當蜻地基師達到子完全晶真空柱時，店可產(chǎn)額生1個大鹽氣壓豆即10仍0k奇Pa的預補壓荷束載。趕但在醋實際浩工程廁中，貧根據(jù)商目前肆的技梨術能亮力，屈使地李基達側到完鹿全真房誠空是育不可融能的較，一裹般能散達到85～90雨kP個a。8.喘3、設剪計與澤計算設計橋預壓箱固結伴的方缺法的醒基本惹要求階：（1）、弱加固揮期限慨量短辨；（2）、醒固結焦沉降蠢要快困；（3）、桂充分箱增加封強度螞；（4）、偶注意日安全斥：預壓品排水階固結稅設計吹與計奧算一、娛加壓題系統(tǒng)競設計土質(zhì)喪情況宗：單辟級加椅荷和猶多級逐加荷葡；堆載邪材料補：自劉重預希壓、善加荷英預壓梢和加芬水預取壓。計算費步驟扎：首先貧用簡倒便的輔方法陵確定豈一個植初步砌的加草荷計竿劃，冷然后繩校核菠這一夢加荷杠計劃江下的種地基族的穩(wěn)湯定性首和沉蕩降。1、利用陷地基距的天追然地奪基土然抗剪炮強度您計算既第一鼓級容歐許施捏加的津荷載p1。據(jù)徹斯開盯普頓脫極限煎荷載絕的半勞經(jīng)驗靠公式悄作為獵初步搭估算服，即寄：對飽旬和軟汁粘土極也可半采用沙下列恢公式亡計算咱：對條餡形填貝土，破可根刃據(jù)下很面公紹式估慢算：Cu飄-天然芝地基辣不排蒜水抗奇剪強斤度K-安全燦系數(shù)孝；1.辛1~盼1.廚5γ—土的允重度D—基礎單的埋紅深2、計暑算第教一級體荷載懷下地悅基強由度增摘長值在荷浴載作拴用下押，經(jīng)艷過一柱段時厚間預貝壓地創(chuàng)基強走度會盡提高判，提婦高以艇后的悲地基邊強度客為：3、計利算作救用下攪達到揮所確村定固惕結度粱所需芒要的未時間找。達浪到某制一固春結度沒所需紫要的殖時間布可根豬據(jù)固絨結度宮與時挖間的假關系安求得含。η-強度倘折減使系數(shù)4、根據(jù)面第二僵步所沾得到澇的地翅基強販度計旺算第翠二級惱所能松施加咱的荷耍載。同樣穗，求昂出在易作用衛(wèi)下地猾基固叫結度畫達70科%時的惡強度眾以及浩所需奮要的蘿時間蒜，然坦后計晴算第短三級顛所能曉施加什的荷烏載，課依次侮可計桐算出讓以后茫各級接荷載猶和停劈燕歇時瘋間。郵這樣田，初仿步的悠加荷搏計劃諒也就提確定茫下來啊了。5、按惰以上岔步驟示確定綢的加唐荷計慈劃進娛行每茫一級無荷載陸下地餐基的獨穩(wěn)定晌性驗政算。串如穩(wěn)呈定性攻不滿斃足要蜂求，敬則調(diào)伴整加拘荷計鉛劃。6、計議算預乞壓荷福載下張地基辭的最僚終沉降突量和預壓啄期間攀的沉據(jù)降量。這襪一項珠計算胖的目鈔的在踐于確桶定預木壓荷豈載卸何除的湊時間剃，這刑時地貧基在菠預壓肯荷載仇下所錄完成愈的沉軋降量謀已達鏈設計不要求存，所勉留的鴨沉降介是建乓筑物拔所允揉許的愉。二、置排水咬系統(tǒng)拍設計1、豎向辮排水盲體選監(jiān)擇普通醫(yī)砂井頑、袋仔裝砂課井和伙塑料己排水范帶。若深身度超猛過20逝m，采挖用普涌通砂泥井，化井徑泥可取20迷0~霸50區(qū)0m蠻m。袋裝憶砂井堪直徑塑多用70芝~1雅00撤mm，砂萌的含想泥量屈＜3%。塑料必排水儀板的即當量升換算牌直徑饑可按散下式帥計算絨：式中dp——塑料執(zhí)排水惑板的俊當量絨換算乘直徑稿，mm；b—價—塑料專排水壞袋寬乒度，mm；δ——塑料襲排水捉袋厚臉度，mm?！纠翌}11】某劇塑料魂排水克板的至寬度噴為10姓0m瘋m，厚雹度為5m圓m，則悼其當傭量直缺徑為(巡壽)。A、10廢5m筐m;減B、95追mm依;燈C、66尤.9攤mm鑒;設D、25隆.2豬mm抄;答案巡壽：C2、豎唱向排應水體懇深度虧設計P1個09(1脫).當軟胞土層況不厚熄、底范部有塘透水矮層時食，排博水體鼠應盡撲可能五穿透抵軟土柏層；(2慨).當深循厚的梳軟土吼層間歷有砂練層或扎砂透踏鏡體叼時，安排水厲體應壞盡可寺能打輩至砂胃層或的砂透略鏡體都。而兩采用村真空桌預壓勞時應翠盡量援避免恰排水葡體與焰砂層拍相連引接，奪以免弱影響咳真空逆效果宵；(3鋪).對于抗無砂主層的丸深厚域地基催則可濕根據(jù)酸其穩(wěn)拿定性必及建起筑物允在地鋤基中伏造成兇的附獎加應飄力與仇自重濫應力瘋之比海值確晚定(一般瘦為0.翼1～0.鏈2)豎向先排水烏體長王度一笑般為10～25彎m。3、豎蹲向排憲水體最的平件面布攻置形犬式與核范圍豎向粉排水破體的趣平面劈燕布置館可采冤用等邊溉三角努形或正方趴形排列報。豎些向排蔑水體鞠的有劫效直霧徑de與間加距l(xiāng)的關條系為規(guī)：等邊雄三角決形排標列正眉方陸形肉排刷列豎向備排水樓體的介布置符范圍榴一般貍比建朱筑物好基礎膜范圍梢稍大陳些。法擴大塞的范拒圍可坐由基療礎的娘輪廓仔線向羅外增摘大約2～4m。1.排水軍豎井防的直菌徑為20告0m篩m，采去用間乓距為1.赴5m的等斥邊三串角形別布置候，則惰豎井德的有釘效排宰水直唯徑是梯多少?解：躁等邊匯三角粱形布奧置公恥式為平：2.塑料掛排水爺帶的踩寬度僵為10討0m蠻m，厚墓度為5m說m，采柿用間斑距為2.臨0m的正忠方形仍布置對，則勉其有駁效排否水直怎徑是悲多少?解：耗正方趁形布隱置公姓式為會：4、豎競向排黨水體傍的間握距豎向礦排水隊體的桌間距健可按醬井徑企比n選用奪，井律徑比n的表擦達式趣為：式中de—豎向競排水婦體影俊響圓盛的直憶徑；dw—豎向展排水響體的排直徑艦，對射塑料智排水綁袋dw=dp(換算表后的銹直徑)。設計平時，泡普通脊砂井脅的井滅徑比n=6俗~8；袋我裝砂材井或阿塑料閱排水質(zhì)帶的起井徑投比n=1稼5~譯22。5、砂料夠設計砂井和的砂思宜用擁中粗慣砂，榜潔凈珠，不尖含草艙根雜發(fā)物，躬含泥役量不左能超肺過3%。6、地表搶排水膚砂墊至層設蘭計（濕水平腎排水萄體設蟻計）砂井燈頂部鴿的砂格墊層板采用俊中粗活砂，鄭含泥械量應行小于3%。厚度0.轉5m左右緒；在盈砂料岡貧乏圾地區(qū)仗，可衰采用噴連通炕砂井流的縱末橫砂葵溝代士替整磚片砂柴墊層塔。7、現(xiàn)場多監(jiān)測愛設計堆載期預壓侄法現(xiàn)裁場監(jiān)聚測一是般包內(nèi)括地面白沉降扭觀測、水平城位移默觀測和孔隙階水壓飛力觀糞測。據(jù)工凱程經(jīng)扯驗：對豎閘井地汪基，練最大內(nèi)豎向嫂變形響量每猛天不東應超超過15丹mm。對天帆然地轎基，匠最大事豎向墾變形疊量每楊天不轎應超濕過l0罰mm；邊環(huán)樁水探平位誤移每分天不齡應超帖過5m象m；地基崖中孔摸壓不點得超戶過預纖壓荷使載的50～60吸%。預壓媽荷載語的卸鞏荷時壺間一救般控做制在絨固結稀度為85沃%左右板。8.慘3.賄5.真空惑預壓犯法設逃計1.先鋪天設水抓平排輕水砂餐墊層、塑宰料排吹水溝限或排惹水墊腰層；2.在砂洞墊層祝上按自一定曉間距打設稱豎向剛排水怪體；3.薄膜暑鋪蓋在砂戒墊層列上，蠅并將礎膜埋差入周廚邊密噸封溝隆或墻鐮內(nèi)；4.借助殘埋設徑在砂尊墊層即中的釘管道因，真賤空泵緊對膜礦下土箏體的水氣鹿抽出，土低體固抗結。8.推4.排水妥固結美法施距工堆載屬預壓忘施工鋪水積平排廉水墊陪層，船設置鮮豎向截排水磁體，章施加貿(mào)固結赤壓力周。施工唯：（1）若地基爛承載波力較遣好，采過用機晚械分掘堆攤爸鋪法嫩，即層先堆吼成若縱干砂蒼堆，鐘然后鹽用推脖土機伸或人粉工攤版平。（2）當接硬殼堡層承載久力不鉤足時，變可采揭用順寫序推跡進鋪偵筑法亦。（3）若煮地基想表面非常貢軟，先涉要改貢善地謹基表壘面的榮持力架條件椒，可扣先在尺地基色表面兵鋪設該筋網(wǎng)漏層，島再鋪亭砂墊王層。(1杠).砂井副施工要求酷：連續(xù)槽和密就實，天防止靈頸縮今；減亡小擾馬動；耗長度鉗直徑永間距挎滿足磚。砂井見的灌喊砂量能：實唐際灌鄭砂量搶需達95憂%。位置說允許姓偏差攏：直旺徑；旨垂直魔度：1.感5%。砂井似成孔典型世方法趙簡介套管祝法：水沖泛成孔未法：螺旋諒鉆成芝孔法惱：爆破伙成孔寇法：(2晌).袋裝街砂井灣施工用砂腔量大踢為減納少；箱施工趣速度院加快填、工定程造輸價降藏低在同亞一工輩程中申，加腐固每害平方羅米地撕基的斯袋裝者砂經(jīng)含費用榆是普烈通砂存井的50微%左右拒。砂袋聽材料：砂：砂舞袋長計度應醉較砂過井孔掀長50氣cm直徑70～12洪0㎜，慣間距1.配5～2.詠0m，井弄徑比蛋為15～25。(3朗)塑料博排水明帶的旱施工由芯盯板和液濾膜就組成盞。性能懼：具有用良好奇的透觀水性驢和強魚度。整個鴨排水粥帶應綿反復躺對折5次不奴斷裂彎才認檢為合戲格。施工逮：定位她；將本塑料怎帶通逗過導緒管從待管靴符穿出規(guī)；將勻塑料脊帶與外樁尖沒連接創(chuàng)貼近閘管靴漢并對馬準樁遙位；滅插入博塑料侄帶；因拔管接剪斷疼塑料騰帶等占。包裝食外型驢：采對用中腐心收釀卷成育圓型的餅計狀，20浸0米/卷，怒直徑錘約0.畫8M~1雄.3態(tài)M，高套度0.敲1M。處理藝前的傲淤泥真空濫預壓預壓垃荷載答的施輩工(1宋).利用哀建筑歌物自紹重加點壓(2素).堆載焰預壓施工爐時應紫注意撕以下啞幾點寬：1)錄.堆載危面積酷要足過夠大威。頂殃面積盾不小泥于建雷筑物窯底面冤積。2)政.嚴格沾控制級加荷盞速率永，避裳免部樂分堆彼載過鉆高引釋起局盆部破搭壞。3)某.對超弓軟粘學性土全地基燒，應罩避免祖對土吳的擾狠動和唐破壞遮。真空改預壓寧系統(tǒng)螺設置1、埋購設豎炊向排乏水系烘統(tǒng)與立水平床向濾謎水管銀。2、鋪書設密達封膜藝。3、設率置抽云氣系惕統(tǒng)。真空泰預壓生法施醬工真空華預壓鬧施工刑方法(2昆)真空勸預壓加固農(nóng)區(qū)--充-每塊礙面積鐵宜大詞不宜腥小。個一般足加固鞭面積60責00～10西00捏0m2為宜驚。抽氣送階段兵施工壁要求涼與質(zhì)南量要掃求a.冬季疼抽氣阿，應騰避免準過長編時間怪停泵冤；b.密封庸膜宜押鋪設峽三層毯，以遲確保弦自身胳密封男性能枝。d.加工醫(yī)完畢跳的密骨封膜約應堆慣放在金陰涼村通風黑處；轎其間謝適當耳撒放尚滑石這粉，除防止膨粘連規(guī)；e.在鋪禿設濾堡水管薄時，槽濾水死管之領間要干連接依牢固泄。f.抽氣膛時膜淺內(nèi)真夢空＞80偶kP薯a；停怖止預肢壓時察地基材固結治度要由求大約于80掙%；g.預壓虧的沉脾降穩(wěn)市定標杰準為歲連續(xù)5d，實自測沉然降速萄率不攝大于2m戒m/墊d。8.坊5.施工桂質(zhì)量晝檢驗1．施工丘質(zhì)量徹檢驗(1許).塑料臺排水券帶—應測欠定其徐縱向睜通水棕量、理抗拉各強度凡、濾壞膜滲櫻透系扒數(shù)和忠等效忽孔徑基等。(2速).砂井薦和砂卷墊層歐砂料柜，應慨做顆邪粒分某析和拴滲透粒性試階驗。(3錫).對預宅壓工畜程，幻玉應進屆行地環(huán)基豎達向變縮慧形、淹側向屈位移存和孔肺隙水敬壓力緒等項距目的竹監(jiān)測槽。(5命).真空臉預壓史工程溉應進拜行膜群下真訂空度考和地渠下水憶位的伯量測掩。（二圾）預綁壓法帽竣工有驗收叮檢驗亂應符節(jié)合下問列規(guī)術定：1.排水舊豎并遼處理結深度百范圍示內(nèi)和震豎井鬼底面帥以下劍受壓矛土層核，經(jīng)無預壓鐘所完錫成的蔥豎向泄變形灶和平同均固胸結度冊應滿牌足設滴計要紫求。2.應對驕預壓妥的地漁基土底進行打原位啦十字歉板剪歷切試登驗和幫室內(nèi)柄土工創(chuàng)試驗恥。必肯要時喊，尚淡應進泊