地基处理方法之排水固结法

孔隙比 e
孔隙体 积 颗粒体积
加载 卸载 再加载，e比e小得多
பைடு நூலகம்abc
cef
fgc
压缩曲线
8
二 排水固结法的原理
加载，卸载，再加载过程说明：
超固结土 正常固结 9
二 排水固结法的原理
土层的排水固结效果与排水边界条件有关 竖向排水固结：
土层中的孔隙水向上、下面透水层排出而使土层发生固结。
根据固结理论，黏 性土固结所需的时 间和排水距离的平 方成正比。
荷载下不同时间的固结度，就可推算地基土强度的增长，从而 可进行各级荷载下地基的稳定性分析，并确定相应的加载计划。 ➢ 由固结度可推算加荷预压期间地基的沉降量，确定预压的期限 ➢ 竖井地基的固结理论假设荷载是瞬时施加的
1、竖井排水法－竖井地基固结度的计算
三维渗流固结问题
cvz
kz (1 e0 )
wa
地基处理方法－排水固结法
1
地基处理方法－排水固结法
内容提要
一、概述 二、排水固结法的原理 三、排水固结法的设计与计算 四、施工工艺 五、效果检验及加荷速率的控制 六、工程实例
2
一 概述
排水固结法是对天然地基，或先在地基设置砂井（袋装砂井 或塑料排水带）等竖向排水体，然后利用建筑物本身重量分级逐 渐加载，或在建筑物建造前在场地先行加载预压，使土体中的孔 隙水排出，逐渐固结，地基发生沉降时，同时强度逐渐提高的方 法。
19
三 排水固结法的设计与计算
1、竖井排水法－竖井的深度
深浅管交错布 置，浅管贯穿 淤泥层
皖江城市带某市政道路
20
三 排水固结法的设计与计算
1、竖井排水法－竖井的排列
d0
不透水层
21
三 排水固结法的设计与计算
1、竖井排水法－排水砂垫层 ➢ 在竖井顶面应铺设一定厚度的排水砂垫层以连通竖井，引出从
饱和软黏土地基在荷载作 用下，孔隙中的水被慢慢排出， 孔隙体积慢慢减小，地基发生 固结变形，同时，随着超静水 卸荷膨胀曲线 压力逐渐消散，有效应力逐渐 提高，地基土的强度逐渐增长。
孔隙比 e
孔隙体 积 颗粒体积
28
三 排水固结法的设计与计算
1、竖井排水法－竖井地基固结度的计算
29
三 排水固结法的设计与计算
1、竖井排水法－竖井地基固结度的计算
30
三 排水固结法的设计与计算
2、预压法之堆载预压
31
三 排水固结法的设计与计算
2、预压法之堆载预压
32
三 排水固结法的设计与计算
2、预压法之堆载预压－强度增长
1、竖井排水法－竖井的类型
普通砂井
袋装砂井
18
塑料排水带 18
三 排水固结法的设计与计算
1、竖井排水法－竖井的直径和间距 ➢砂井直径和间距主要取决于：黏性土层的固结特性、工期要求 ➢原则上以采用“细而密”的方案为好 ➢工程上常用的普通砂井直径为30~50cm ➢普通大直径砂井，工程上常用间距一般为砂井直径的6-8倍 ➢袋装砂井我国常用7cm，井距1~1.5m，等边三角形布置 ➢塑料排水带设计计算方法与砂井相同，一般换算成圆柱体
土层越厚，固结时间越长
10
二 排水固结法的原理
11
二 排水固结法的原理
堆载预压
真空预压
12
降水预压
12
地基处理方法－排水固结法
内容提要
一、概述 二、排水固结法的原理 三、排水固结法的设计与计算 四、施工工艺 五、效果检验及加荷速率的控制 六、工程实例
13
三 排水固结法的设计与计算
设计目的： 设计前的准备：
n re de rw dw —井径比
查表5-7
24
三 排水固结法的设计与计算
1、竖井排水法－竖井地基固结度的计算
25
三 排水固结法的设计与计算
1、竖井排水法－竖井地基固结度的计算
固结度计算（砂井）
排水板
dw
2(b
)
dw
dw
de
26
27
三 排水固结法的设计与计算
1、竖井排水法－竖井地基固结度的计算
cvr
kr (1 e0 )
wa
23
三 排水固结法的设计与计算
1、竖井排水法－竖井地基固结度的计算
求解，得到
Ut 1 (1U zt )(1Urt ) —固结度
其中
U zt f (Tv ) U rt f (Tr , n)
Tv
cvzt H2
Tr
cvr t
d
2 e
增加井径dw 与减小间距 de哪个有效？
增加孔隙水排出路径，缩短排水距离，从而加速地基土的排 水固结进程。
适用条件： 淤泥质土、淤泥 和冲填土等饱和 粘性土地基。
5
一 概述
施加固结压力的荷载，依据施加工艺的不同一般可分为三大类： ➢堆载预压：实体荷载或以建筑物自身重量作为预压荷载 ➢真空预压：对被加固软基抽真空形成大气压差作为预压荷载 ➢降水预压：降低被加固软基范围地下水位以重度差为预压荷载 堆载预压
14
三 排水固结法的设计与计算
15
三 排水固结法的设计与计算
1、竖井排水法
待加固地层 典型的砂井地基工程剖面图
16
三 排水固结法的设计与计算
1、竖井排水法
累计沉降(mm)
500
400
300
测点1
200
测点2
测点3
100
测点4
0 0 5 10 15 20 25 30 35
沉降天数(天) 17
三 排水固结法的设计与计算
我国广泛分布着海相、湖相、河相沉积的软弱黏性土层： ➢含水量大、压缩性高、强度低、透水性差、不少情况河埋相藏沉积深厚
海相沉积 湖相沉积
3
4
一 概述
排水固结法由排水系统和加压系统两个主要部分组成。 ➢ 加压系统：为地基提供必要的固结压力而设置的，地基土层
因产生附加压力而发生排水固结。 ➢ 排水系统：为了改善地基原有的天然排水系统的边界条件，
土层排入井中的渗流水 ➢ 砂垫层应有足够的厚度和良好的透水性，以减小对水流的阻力 ➢ 砂垫层的厚度一般为0.4m左右（水下砂垫层厚1m左右） ➢ 当砂垫层面积较大时，应在砂垫层底部设置纵横向排水盲沟，
使渗流水尽快排出预压区外
22
三 排水固结法的设计与计算
1、竖井排水法－竖井地基固结度的计算 ➢ 固结度的计算是竖井地基设计中的一个很重要内容，知道各级
真空预压
6
地基处理方法－排水固结法
内容提要
一、概述 二、排水固结法的原理 三、排水固结法的设计与计算 四、施工工艺 五、效果检验及加荷速率的控制 六、工程实例
7
二 排水固结法的原理
饱和软黏土地基在荷载作 用下，孔隙中的水被慢慢排出， 孔隙体积慢慢减小，地基发生 固结变形，同时，随着超静水 压力逐渐消散，有效应力逐渐 卸荷膨胀曲线 提高，地基土的强度逐渐增长。