地基處理與加固-排水固結法處理地基

排水固結法處理地基延時符學習目標1.了解排水固結法的分類方法；2.掌握砂井預壓法中砂井常見類型及其施工要點；3.了解真空預壓、降水預壓等方法的加固原理和適用范圍。

排水固結法是通過在地基土中采用各種排水技術措施(設置豎向排水體和水平排水體)，再分級加載預壓，以加速飽和軟黏土的排水固結，當?shù)鼗恋墓探Y度或強度達到規(guī)定要求后，卸去預壓荷載，然后再建造構筑物的一種地基處理方法。排水固結法依據(jù)排水體系的構造及堆載方法的不同，一般可分為砂井堆載預壓、天然地基堆載預壓、真空預壓及降水預壓等方法。前言一、砂井堆載預壓法

在軟弱地基中設置豎向、水平向排水通道，形成排水系統(tǒng)，縮短排水距離，以改善地基土的滲透性能，然后在砂墊層上部堆載，以增加地基土中附加應力，使土體中孔隙水較快排出，達到加速土體排水固結、提高軟弱地基承載力之目的。一、砂井堆載預壓法

砂井堆載預壓法適用于厚度較大和滲透系數(shù)很低的飽和軟黏土，但對于泥炭土、有機質黏土和高塑性土等土層，采用該方法效果不明顯。

砂井形式分為普通砂井、袋裝砂井和塑料排水板。一、砂井堆載預壓法

1.普通砂井

1）砂井的布置范圍

砂井的布置范圍應比基礎底面面積大，一般由基礎的輪廓線向外增加2～4m。

2）砂井的平面布置、直徑及間距砂井的平面布置可采用正方形或等邊三角形，后者排列較緊湊，應用較多。一、砂井堆載預壓法砂井的直徑和間距主要取決于土的固結特性和施工期的要求。在達到相同的固結度時，一般縮短砂井間距比增加砂井直徑效果要好，即采用“細而密”的原則布置為佳。但砂井過細，則施工困難且不宜保證質量，因此，考慮到施工的可操作性，普通砂井的直徑宜為300～500mm。一、砂井堆載預壓法

3）砂井的深度砂井的深度應根據(jù)橋涵對地基的穩(wěn)定性和變形要求確定。對以地基抗滑穩(wěn)定性為主要因素的結構，如拱式結構的墩臺，砂井深度應超過最危險滑動面2.0m以上。

4）砂井填筑材料砂井中的填料宜用中、粗砂，必須保證良好的透水性，含泥量應小于3％。

5）砂井的施工砂井的施工工藝與砂樁大體相近，具體參照砂樁的施工工藝。一、砂井堆載預壓法

6）砂墊層的設置為了使砂井有良好的排水通道，砂井頂部應鋪設砂墊層，其寬度應超出堆載寬度，并伸出砂井區(qū)外邊線2倍砂井直徑，厚度宜大于0.4m，以免地基沉降時切斷排水通道。在預壓區(qū)內宜設置與砂墊層相連的排水盲溝，并把地基中排出的水引出預壓區(qū)。墊層材料宜用中、粗砂，含泥量應小于5％，砂料中可混有少量粒徑小于50mm的石粒。砂墊層的干密度應大于1.5t/m3。一、砂井堆載預壓法

2.袋裝砂井袋裝砂井的砂袋可采用聚丙烯或聚乙烯等長鏈聚合物編織制成。砂袋應具有足夠的抗拉強度、耐腐蝕性，較好的透水性和耐水性，其滲透系數(shù)不應小于砂的滲透系數(shù)。應以中砂、粗砂灌入砂袋，并振搗密實，扎緊袋口。

一、砂井堆載預壓法

袋裝砂井施工一般采用導管式振動打設機械，其施工工藝流程為：整平原地面（清除地表）→測設放樣（布樁）→機具就位→打入鋼套管→沉入砂袋→拔鋼套管→機具移位→埋砂袋頭→攤鋪砂墊層。一、砂井堆載預壓法

一、砂井堆載預壓法

袋裝砂井施工時應注意以下事項：1）砂袋露天堆放時應有遮蓋，不得長時間曝曬。2）砂袋應垂直下井，不得扭結、縮頸、斷裂、磨損。3）拔鋼套管時如將砂袋帶出或損壞，應在原孔位邊緣重打；連續(xù)兩次將砂袋帶出時，應停止施工，查明原因并處理后方可施工。4）砂袋的長度應超出孔口的長度，應能順直伸入砂墊層至少300mm，以保證排水的連續(xù)性。一、砂井堆載預壓法

3.塑料排水板塑料排水板預壓法是用插板機將塑料排水板插入待加固的軟土中，然后在地基表面堆載預壓，使土中孔隙水沿塑料板形成的通道向上經砂墊層排出，從而加速地基排水固結的方法。一、砂井堆載預壓法施工步驟是：

先在空心套管內裝入塑料排水板，并將其一端與預制的專用鋼靴連接，插入地基下設計高程處，然后拔出空心套管，由于土對鋼靴的阻力，使塑料板留在軟土中，在地面將塑料板切斷，再移動插板機進行下一個循環(huán)的作業(yè)。一、砂井堆載預壓法塑料排水板施工應符合以下規(guī)定：1）現(xiàn)場堆放的塑料排水板，應采取措施防止損壞濾膜。

2）塑料排水板超過孔口的長度應能伸入砂墊層不小于500mm，預留段應及時彎折埋設于砂墊層中，與砂墊層貫通，并采取保護措施。3）塑料排水板不得搭接。4）施工中防止泥土等雜物進入套管內，一旦發(fā)現(xiàn)應及時清除。5）打設形成的孔洞應用砂回填，不得用土塊堵塞。一、砂井堆載預壓法

4.預壓荷載的大小及堆載方案為了加快地基土的壓縮過程，可采用比建筑物設計荷載稍大的荷載進行預壓，即超載預壓。預壓荷載一般為設計荷載的1.1～1.2倍。預壓荷載的分布應與建筑物設計荷載的分布大致相同。在施加預壓荷載的過程中，若需施加較大荷載，則必須分級加載，使其與地基強度的增長速度相適應，待前一級荷載作用下的地基強度增加到一定程度后，才可施加下一級荷載。二、天然地基堆載預壓法

天然地基堆載預壓法是在建筑物施工前，用與設計荷載相等(或略大)的預壓荷載(如砂、土、石等重物)堆壓在天然地基上，也可以利用施工過程中建筑物本身的重量緩慢預壓，使地基軟土得到壓縮固結，以提高其強度和減少工后沉降量，待地基承載力、變形達到設計預期要求后，將預壓荷載撤除，在經預壓的地基上修建結構物的方法。三、真空預壓法

真空預壓法是在擬加固的軟土地基內埋設砂井，敷設砂墊層，再覆蓋不透氣的封閉薄膜。通過埋設在砂墊層內的吸水管道用真空泵進行抽氣，在膜內形成真空狀態(tài)。當真空泵抽氣時，先后在地表砂墊層及豎向排水通道內逐漸形成負壓，使土體內部與排水通道、墊層之間形成壓力差，在此壓力差的作用下，土體中的孔隙水不斷排出，從而使土體固結。三、真空預壓法

真空預壓的效果和密封膜內所能達到的真空度的大小有很大關系。

當?shù)鼗劣谐渥愕乃囱a給，且地下水大量流入時，由于不可能達到預期的負壓，因此預壓效果將會受到影響。因此，真空預壓法主要適用于軟黏性土地基。三、真空預壓法塑料排水板施工工程案例：安裝水平真空管三、真空預壓法鋪設土工膜，密封排水溝真空預壓固結過程四、降水預壓法

降水預壓法是借助井點抽水降低地下水位，以增加土的自重應力，達到預壓的目的。其降低地下水位的原理、方法和需要的設備基本與基坑井點法排水相同。降水預壓法適用于滲透性較好的砂土、粉土或含有砂土層的軟黏土層。在使用降水預壓法前應摸清土層分布及地下水位的情況。四、降水預壓法

降水預壓法是借助井點抽水降低地下水位，以增加土的自重應力，達到預壓的目的。其降低地下水位的原理、方法和需要的設備基本與基坑井點法排水相同。降水預壓法適用于滲透性較好的砂土、粉土或含有砂土層的軟黏土層。在使用降水預