第4章--排水固结法PPT.pptVIP

排水固结法施工工艺 二、竖向排水体施工 材料：30～50cm直径的普通砂井； 7～12cm直径的袋装砂井； 10cm宽的塑料排水带。 1、砂井施工 2、袋装砂井施工 3、塑料排水带施工 深圳河打设砂井桩和排水板示意图 袋装砂井的施工过程 袋装砂井的施工过程 插板机 插板机 美国跨越金山湾南端的Dumbarton桥东侧引道路堤场地，路堤下淤泥的抗剪强度小于5kpa，其固结时间将需要30—40年，为了支撑路堤和加速所预计的2m沉降量,采用如下方案： 1、采用土工聚合物以分布路堤荷载和减小不均匀沉降； 2、使用轻质填料以减轻荷载； 3、采用竖向排水体使固结时缩短到一年以内； 4、设置土工聚合物滤网以防排水层发生污染等。 时， 时， 时， 土在某一荷载作用下，孔隙水逐渐排出，土体随之压缩，土体的密实度和强度随时间逐步增长，这一过程称之为土的固结过程。亦即孔隙水压力消散、有效应力增长的过程。 4.2 排水固结法的加固机理 (1)堆载预压加固机理 堆载预压是指先在地基中设置砂井、塑料排水带等竖向排水体，后利用建筑物本身重量分级逐渐加载，或建筑物建造前，在场地先行加载预压，使土体中的孔隙水缓慢排出，土层逐渐固结，地基发生沉降，同时强度逐步提高的过程。 4.2 排水固结法的加固机理 砂井堆载预压法 基本方法：砂井堆载预压法系在软弱地基中通过采用钢管打孔、灌砂，设置砂井作为竖向排水通道，并在砂井顶部设置砂垫层作为水平排水通道，形成排水系统；在砂垫层上部堆载，以增加软弱土中附加应力，使土体中孔隙水在较短的时间内通过竖向砂井和水平砂垫层排出，达到加速土体固结、提高软弱地基土承载力之目的 。 主要用于道路路堤、土坝、机场跑道、工业建筑油罐、码头、岸坡等工程的地基处理，对于泥炭等有机沉积地基则不适用。 (2)真空预压加固机理 真空预压指在软土地基中打设竖向排水体后，在地面铺设排水用砂垫层和抽气管线，然后在砂垫层上铺设不透气的封闭膜使其与大气隔绝，再用真空泵抽气，使排水系统维持较高的真空度，利用大气压力作为预压荷载，增加地基的有效应力，以利于土体排水固结。 真空预压适用于均质粘性土及含薄粉砂夹层粘性土等，尤其适用于新吹填土地基的加固。对于在加固范围内有足够补给水源的透水层，而又没有采取隔断措施时，不宜采用该法。 真空预压法示意图 真空预压法 (3) 降水预压加固机理 降水预压法是借助于井点抽水降低地下水位，以增加土的有效自重应力，从而达到预压的目的。 抽水前水位线 抽水后水位降落线 滤水管 抽水井管 降水预压原理 (4) 电渗预压加固机理 电渗预压是在土中插入金属电极并通以直流电，由于直流电场作用，土中的水分从阳极流向阴极，将水在阴极排除且无补充水源的情况下，引起土层的压缩固结。电渗预压与降水预压一样，是在总应力不变的情况下，通过减小孔隙水压力来增加土的有效应力作为固结压力的，所以不需要用堆载作为预压荷载，也不会使土体发生破坏。 A B 水力坡降线 预压法的设计，实质上是根据上部结构荷载的大小、地基土的性质及工期要求合理安排加压系统与排水系统，使地基在预压过程中快速排水固结，缩短预压时间，从而减小建筑物在使用期间的沉降量和不均匀沉降，同时增加一部分强度，以满足逐级加荷条件下地基的稳定性。 4.3 堆载预压法设计计算4.3 Design Procedure of Preloading 一、堆载预压的计算步骤 因软粘土地基抗剪强度较低，无论直接建造建筑物还是进行堆载预压往往都不可能快速加载，而必须分级逐渐加荷，待前期荷载下地基强度增加到足以加下一级荷载时才可加下一级荷载。具体计算步骤是，首先用简便的方法确定一个初步的加荷计划，然后校核这一加荷计划下地基的稳定性和沉降，其步骤如下： 1 利用地基的天然地基土抗剪强度计算第一级容许施加的荷载p1，对饱和软粘土可采用下列公式估算： 2 计算第一级荷载下地基强度增长值。在p1荷载作用下，经过一段时间预压地基强度会提高，提高以后的地基强度为cu1： 3 计算p1 作用下达到所确定固结度所需要的时间。目的在于确定第一级荷载停歇的时间，亦即第二级荷载开始施加的时间。 4 根据第二步所得到的