地基处理4排水固结法
排水固结法施工(地大版)
砂井或塑料排水板施工
定位放线
根据方案确定砂井或塑料排水板的间距和位 置，进行定位放线。
砂井或塑料排水板安装
将砂井或塑料排水板插入孔中，确保其位置 准确、垂直度符合要求。
钻孔
使用钻机按定位放线的位置钻孔，孔径和深 度应符合设计要求。
填充滤料
在砂井或塑料排水板周围填充滤料，以保持 排水通道的畅通。
砂井材料应进行质量检验，确保符合 相关标准和设计要求。
砂井材料的粒径和级配应符合设计要 求，以保证排水通道的畅通和排水效 果。
塑料排水板材料
塑料排水板是排水固结法中常用的材料，其材质、规格和质量应符合设计要求。
塑料排水板的抗拉强度、耐久性和耐腐蚀性等性能指标应符合相关标准和设计要求。
在使用过程中，应定期检查塑料排水板的完好性和功能性，及时更换损坏或失效的 排水板。
排水固结法的历史与发展
历史
排水固结法的起源可以追溯到20世纪初，但直到20世纪中叶 ，随着土力学和工程地质学的发展，该方法才逐渐得到广泛 应用。
发展
近年来，随着新型排水材料的研发和施工技术的改进，排水 固结法的应用范围和效果得到了进一步拓展和提升。同时， 数值模拟和信息化施工技术的应用也为排水固结法的发展提 供了有力支持。
其他辅助材料
其他辅助材料包括滤布、砂垫层、 粘土等，其质量和性能应符合设
计要求。
辅助材料应存放在干燥、通风的 地方，避免潮湿、霉变和污染。
在使用前应对辅助材料进行检查， 确保无破损、变质或污染等情况。
施工设备与工具
施工设备包括打桩机、振动沉 桩机、挖掘机、压实机等，应 根据工程需要进行选择和配置。
施工工具包括铁锹、铁锤、测 量仪器等，应具备足够的强度 和精度，以确保施工质量和安 全。
软地基处理方法
软地基处理方法
软地基处理方法有：
1、桩基法。
当淤土层较厚，难以大面积进行深处理，可采用打桩办法进行加固处理，而桩基础技术多种多样，早期多采用水泥土搅拌桩、砂石桩、木桩。
2、换土法。
当淤土层厚度较簿时，也可采用淤土层换填砂壤土、灰土、粗砂、水泥土及采用沉井基础等办法进行地基处理。
鉴于换砂不利于防渗，且工程造价较高，一般应就地取材，以换填泥土为宜。
3、灌浆法。
是利用气压、液压或电化学原理将能够固化的某些浆液注入地基介质中或建筑物与地基的缝隙部位。
4、排水固结法。
排水固结法是解决淤泥软粘土地基沉降和稳定问题有效措施，由排水系统和加压系统两部分组合而成。
5、加筋法。
加筋土是将抗拉能力很强土工合成材料埋置于土层中，利用土颗粒位移与拉筋产生摩擦力，使土与加筋材料形成整体，减少整体变形和增强整体稳定。
地基处理工程施工—排水固结法(地基与基础工程施工)
知识点4.3.2排水固结法分类一、按照荷载施加方法的不同，可分为一、按照荷载施加方法的不同，可分为::堆载预压、真空预压排水固结法分类堆载预压真空预压在饱和软土地基上施加荷载后，孔隙水被缓慢排出，孔隙体积随之减少，地基发生固结变形，土体的密实度和强度提高。
加载预压加水预压是在软土地基表面先铺设砂垫层、埋设垂直排水竖井，再用不透气的封闭膜使之与大气隔绝，薄膜四周埋入土中，通过埋设的排水竖井，用真空装置进行抽气。
真空--堆载联合预压法真空加压系统砂垫层塑料排水带袋装砂井普通砂井水平排水体竖向排水体降低地下水法真空法堆载法电渗法排水固结法排水系统在堆载预压法和真空预压法，都需要设置竖向排水体。
普通砂井普袋装砂井大样塑料排水板4.3.3施工工艺流程知识点4.3.3知识点1铺设水平排水砂垫层3施加固结压力目录2竖向排水体施工施工工艺流程要保证排水固结法的加固效果，从施工角度考虑，主要应重视以下三个环节虑，主要应重视以下三个环节:: Array➢铺设水平垫层➢设置竖向排水体➢施加固结压力01铺设水平排水砂垫层输入文本一、铺设水平排水砂垫层（一）材料：渗水好的砂料、常用级配良好的中粗砂厚度。
30~50cm厚度。
（二）厚度：一般应选用30~50cm（二）厚度：一般应选用：机械分堆摊铺、堆成若干砂堆然后用推土（三）垫层施工（三）垫层施工：机或人工摊平02竖向排水体施工输入文本二、竖向排水体施工03施加固结压力输入文本三、施加固结压力（一）堆载加压注意事项：1.堆载预压的材料2.堆载面积3.超软地基的堆载预压4.加荷速率4.3.1排水固结法的概念和知识点4.3.1知识点适用范围1排水固结法概念3应用目录2适用范围排水固结法的概念和适用范围依据土的固结理论，黏性士固结所需时间与排水距离的平方成正比。
01排水固结法概念输入文本一、排水固结法概念排水固结法亦称预压法，是利用地基土排水固结的特性，通过增设各种排水体（排水垫层、砂井、塑料排水带等），并施加预压荷载，以加速饱和软黏土固结过程的一种软土地基处理方法。
地基加固处理方法七种归纳
地基加固处理方法七种归纳
在建筑工程中，地基加固是确保建筑物稳定和安全的关键环节。
本文将为您详细归纳七种常用的地基加固处理方法，以供参考。
一、换填地基加固法
换填地基加固法是指将软弱地基土挖除，然后填充强度较高的砂、砾石或碎石等材料。
这种方法适用于地基软弱层较浅的情况，可以提高地基承载力和减小地基沉降。
二、压实加固法
压实加固法是通过机械设备对地基土进行压实，提高土的密实度，从而提高地基承载力和稳定性。
这种方法适用于地基土层较松散、含水量适宜的情况。
三、预压加固法
预压加固法是在地基上施加一定的预压荷载，使地基土提前压缩，以达到提高地基承载力和减小后期沉降的目的。
这种方法适用于软土地基，如沿海地区、湖泊地区等。
四、排水固结法
排水固结法是通过设置排水系统，加速地基土的固结过程，提高地基强度。
适用于软土地基，特别是含水量较高、渗透性较差的土层。
五、深层搅拌法
深层搅拌法是利用特制的搅拌设备，将水泥、石灰等固化剂直接注入地基土层中，与土体混合搅拌，从而提高地基承载力和稳定性。
适用于软土地基、
砂土地基等。
六、高压旋喷法
高压旋喷法是利用旋喷钻机将旋喷钻杆钻入地基土层中，通过高压泵将固化剂喷射到土层中，与土体混合搅拌，形成加固的地基。
适用于软土地基、砂土地基等。
七、冻结法
冻结法是利用制冷剂将地基土层冻结，形成冻土层，从而提高地基的稳定性和承载力。
适用于特殊地质条件，如极寒地区、地下水位较高等情况。
总结：以上七种地基加固处理方法各有特点和适用范围，在实际工程中，应根据地质条件、工程需求和施工条件选择合适的方法。
地基处理之排水固结法
• (5) 加载速率应根据地基土的强度确定。 当天然地基土的强度满足预压荷载下地 基的稳定性要求时，可一次性加载，否 则应分级逐渐加载，待前期预压荷载下 地基土的强度增长满足下一级荷载下地 基的稳定性要求时方可加载。
•19
• (6) 计算预压荷载下饱和粘性土地基中某点的抗剪 强度时，应考虑土体原来的固结状态。对正常固结 饱和粘性土地基，某点某一时间的抗剪强度可按下 式计算：
•8
• 二、堆载预压法设计 • • 堆载预压法处理地基的设计应包括下列内容： • (一） 选择塑料排水带或砂井，确定其断面尺寸、
间距、排列方式和深度； （二） 确定预压区范围、预压荷载大小、荷载分
级、加载速率和预压时间； • （三） 计算地基土的固结度、强度增长、抗滑
稳定性和变形
•9
• （一）选择塑料排水带或砂井，确定其断面尺寸、 间距、排列方式和深度；
•3
• 8.2 排水固结的原理
•
排水固结法的关键在于排出孔隙水，使孔隙减
少及有效应力增加，从而产生沉降固结。
•
根据固结理论，粘性土固结所需时间为
•
式中t为固结时间，Tv为时间因数，Cv为固结系
数，H为排水距离）。固结时间与排水距离的平方
成正比，缩短排水距离可大大缩短固结时间。在地
基中设置砂垫层及砂井等（见图8.2-2）的目的就是
•13
• (3) 加载速率应根据地基土的强度确定。 当天然地基土的强度满足预压荷载下地 基的稳定性要求时，可一次性加载，否 则应分级逐渐加载，待前期预压荷载下 地基土的强度增长满足下一级荷载下地 基的稳定性要求时方可加载。
•14
• （三） 计算地基土的固结度、强度增长、抗滑稳定 性和变形
地基处理4 排水固结法
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（3）竖向排水体的布置范围 （4）地表排水砂垫层设计
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4.4 4.4.1
真空预压法作用原理 真空预压法与堆载预压法不同的是加压系统， 两者排水系统基本相同。真空预压法是通过在砂 垫层和竖向排水体中形成负压区，在土体内部与 排水体间所形成的压差，迫使软土地基中水排出，
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4.4.2 1 2 3 4
4 排水固结法
本章教学要求 了解排水固结法的概念及适用范围；了解排水 固结法的加固原理和计算理论;掌握堆载预压法、真 空预压法的设计计算及其施工方法；熟悉排水固结 法的现场检验与竣工质量检验的目的、方法、内容 和操作要求。
1
4.1 4.1.1 4.1.2
排水固结法系统构成 排水固结法由排水系统和加压系统两大部分 组成。排水系统由竖向排水体和水平向排水体构 成。竖向排水体有普通砂井、袋装砂井和塑料排 水板，水平排水体为砂垫层。
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2 一般预压荷载大小取建筑物的基底压力值。 超载预压法时，其预压荷载大于基底压力值。 （1）正常加载预压的计算
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（2）超载预压的计算
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4.3.3 1）竖向排水体材料选择
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2 3 (1)竖向排水体直径
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(2)竖向排水体排列形式与间距
真空预压法计算内容
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4.4.3
真空-堆载联合预压法设计
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4.5 4.5.1 1 （1）砂井施工 （2）袋装砂井施工
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（3）塑料排水带施工
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2 3
排水固结法
流程
1、砂垫层施工
砂垫层的功能就是在预压施工中，从土体进入垫层的渗透水快速排出，达到土层固结的作用。砂垫层质量将 对加固效果与预压时间起到决定性的作用。选用级配相应的中粗砂，作为砂垫层材料，可确保砂垫层具有良好的 渗透性。在施工应用中，应确保其含泥量在5%以下，不能混入杂质与有机质。在确定砂垫层厚度时，应及时排出 土层内的渗透水，一般控制在30厘米到50厘米之间，可以起到持力层的作用。
一般情况是预压荷载与建筑物荷载相等，但有时为了减少再次固结产生的障碍，预压荷载也可大于建筑物荷 载，一般预压荷载的大小约为建筑物荷载的1.3倍，特殊情况则可根据工程具体要求来确定。
为了加速堆载预压地基固结速度，常与砂井法同时使用，称为砂井堆载预压法。
沙井法适用于渗透性较差的软弱粘性土，对于渗透性良好的砂土和粉土，无需用砂井排水固结处理地基；含 水平夹砂或粉砂层的饱和软土，水平向透水性良好，不用砂井处理地基也可获得良好的固结效果。
即通过电渗作用可逐渐排出土中水。在土中插入金属电极并通以直流电，由于直流电场作用，土中的水从阳 极流向阴极，然后将水从阴极排除，而不让水在阳极附近补充，借助电渗作用可逐渐排除土中水。在工程上常利 用它降低粘性土中的含水量或降低地下水位来提高地基承载力或边坡的稳定性。
降水预压法和电渗排水法目前应用还比较少。
排水固结法适用于处理饱和和软弱土层，但对渗透性极Байду номын сангаас的泥炭土要慎重对待。
按照采用的各种排水技术措施的不同，排水固结法可分为以下几种方法。
方法
堆载预压法 真空预压法
降水预压法 电渗排水法
在建筑场地临时堆填土石等，对地基进行加载预压，使地基沉降能够提前完成，并通过地基土固结提高地基 承载力，然后卸去预压荷载建造建筑物，以消除建筑物基础的部分均匀沉降，这种方法就成为堆载预压法。
(精品)4.排水固结法
系统组成——排水系统
系统组成——排水系统
Wick Drains
材料
sand
gravel
系统组成——排水系统
Vertical Wick Drains
Vertical Wick Drains
降低地下水位能使: 1）土的性质得到改善； 2）地基发生附加沉降； 3）降低地基中的地下水位，使地基中的软土 承受了相当于水位下降高度水柱的重量而固 结。
适用于: 砂土或软粘土层中存在砂或粉土的土层。
为加速其固结，往往设置砂井。
（a）天然面地下水； （b）有压地下水
④电渗法 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，这种现 象称为电渗。 如将水在阴极排除而在阳极不予补充的情况下土 就会固结，引起土层的收缩。 适用于: 饱和粉土和粉质粘土
2. 超载预压 实际工程中还往往采用超载预压方法来消除主固 结沉降，以缩短预压时间。预压期间任一时刻地 基沉降量可表示为：
st sdUtscss
上式可用于： (1)确定所需的超载压力值ps以保证在使用荷载pf作用下预 期的总沉降量在给定的时间内完成； (2)确定在给定超载下达到预定沉降量所需要的时间。
典型工程真空预压工艺设备平面和剖面图
用真空方法增加的有效应力
1983年开展了真空-堆载联合预压法，开发了一 套先进的工艺和优良的设备，取得了良好的效 果。该法得到国外专家的好评。
系统组成——加压系统
真空预压
Vacuum Consolidation
③降低地不水位法
利用井点抽水降低地下水位以增加土的自重 应力，达到预压加固的目的。
地基处理-排水固结法p(一)
地基处理-排水固结法p(一)地基处理-排水固结法P地基处理是建筑工程中非常重要的一部分，它的目的是提高地基承载力和改善地基稳定性，在土地沉降、下沉、侧移等方面起到重要的作用。
地基处理中，有一种叫做排水固结法P，它是一种有效的地基处理方法，能够在短时间内提高地基承载力和稳定性。
一、排水固结法P原理排水固结法P是一种基于网络理论的土壤改良方法。
它主要是通过挖掘出穿过黄土表层到黄土坡之间的“柱子”，对其进行排水处理，以达到提高地基承载力和稳定性的目的。
排水固结法P主要分为三个步骤：1. 挖掘穿过黄土表层到黄土坡之间的“柱子”，一般每个“柱子”的直径为0.6m-1.2m不等，深度一般为10-12米。
2. 安装土工合成材料和管道，在“柱子”内部进行排水。
一般采用压缩软管和排水管两种方式同时进行排水，以确保排水效果。
3. 对于不排水的深层黄土，采用反弯弧来进行水的导流。
在木框架内部加密排布钢筋，再进行混凝土灌注。
这样处理后，当水沿着深层土层内部流动时，就可以顺畅地通过排水板进行排干。
二、排水固结法P应用排水固结法P一般用于土质较差，地基承载力较弱的地区。
它主要应用于建筑、路基等工程中，能够提高地基承载力，防止建筑物因不良地基而受损。
值得注意的是，排水固结法P在使用过程中，需要严格控制挖掘“柱子”的深度、宽度、距离等因素。
同时还要考虑杆件在黄土坡中的长度以及墙体分块是否合理等因素。
只有这样才能确保排水固结法P的效果。
三、排水固结法P优缺点1. 优点：（1）排水固结法P的效果明显，能够快速提高地基承载力。
（2）方法简单，施工方便。
需要的材料和设备也较少。
（3）经济适用，成本低廉。
2.缺点：（1）排水固结法P无法处理深层还没有溶洞的黄土。
（2）排水固结法P效果也与挖掘“柱子”的深度、宽度、距离等因素相关，因此需要严格控制。
（3）排水固结法P后对周围环境会产生一定影响，需要进行植被的恢复等工作。
综合而言，排水固结法P是一种非常有效的地基处理方法，可以快速提高地基承载力和稳定性。
排水固结法原理
排水固结法原理排水固结法是一种广泛应用于加固软土地基的方法，其主要原理是通过排水和加压，使软土地基中的孔隙水和压力得到有效排除，从而达到加固地基的目的。
排水固结法主要包括预压堆载法和砂井法两个方面，以下将对这两种方法进行详细介绍。
1.预压堆载法预压堆载法是一种通过在软土地基上堆载重物，使地基产生一定的正压力，从而降低孔隙水压力，使有效应力增加，地基得到固结的方法。
预压堆载法具有施工简单、效果显著等优点，被广泛应用于加固软土地基的工程实践中。
预压堆载法的计算主要包括确定堆载重量、堆载时间以及卸载时间等因素。
在计算过程中，需要对地基的沉降、稳定以及承载力等方面进行综合考虑，以确定最佳的堆载重量和时间。
同时，为了确保预压堆载法的实施效果，需要注意控制加载速度，避免因加载过快导致地基破坏。
2.砂井法砂井法是一种通过在软土地基中设置砂井，使地基中的孔隙水从砂井中排出，从而达到加固地基目的的方法。
砂井法具有排水效果好、施工速度快等优点，被广泛应用于处理大面积软土地基的工程实践中。
砂井法的计算主要包括确定砂井的直径、深度以及间距等因素。
在计算过程中，需要对地基的渗透性、砂井材料的性质以及排水效果等方面进行综合考虑，以确定最佳的砂井直径、深度和间距。
同时，为了确保砂井法的实施效果，需要注意控制砂井的设置密度和排水速度，避免因排水过快导致地基失稳。
3.联合应用为了更好地满足实际工程需求，有时需要将预压堆载法和砂井法联合应用，以达到更好的加固效果。
联合应用的优势在于：(1)排水和加压同时作用，能够更有效地排除孔隙水和增加有效应力，提高地基的承载能力和稳定性；(2)能够处理较复杂的地基情况，如大面积软土地基、地质条件较差等地基问题；(3)可以根据实际工程需求进行优化调整，如改变堆载重量、砂井直径和深度等参数，以达到最佳加固效果。
联合应用时，需要综合考虑各种因素，包括地基条件、材料性质、施工环境等，以确保联合加固方案的合理性和可行性。
试述排水固结法的原理
试述排水固结法的原理
排水固结法是一种通过排水来改善土壤力学性质的地基处理方法。
其原理基于以下两个主要方面：
1. 排水原理：当土壤中存在过多的水分时，土壤颗粒之间会浸润大量的水分，导致土壤颗粒间隔过近，土壤中的毛细管力和吸力增大，从而引起土壤的吸水能力提高，土壤变得饱和、坚稳度下降。
进一步，饱和土壤中排水困难，水分引起地基下沉，增大了地基沉降的风险。
通过排水，可以将土壤中的过剩水分排除，降低土壤饱和度，减小土壤颗粒间的毛细管力和吸力，进而恢复土壤的坚稳度。
2. 固结原理：当排水降低土壤饱和度时，土壤内部的水分压力会减小，土壤颗粒之间的接触面增大。
此时，排水孔洞的形成使得土壤颗粒能够更好地贴紧在一起，含水量减少，遇到外力时，土壤颗粒直接之间的摩擦力和抗剪强度增大，地基的承载能力提高。
另外，排水也能够减少土壤的压缩性和蠕变性，使土壤变得更加稳定。
通过以上的排水和固结原理，排水固结法能够通过控制土壤中的水分，提高土壤的坚稳度，增加地基的承载能力，以及减少地基的沉降和变形。
在实际工程中，排水固结法常被用于解决土壤条件较差或需要增加承载力的地基处理。
地基处理-排水固结法p(1)
地基处理-排水固结法p(1)地基处理-排水固结法地基处理是指对土壤进行加固、稳定处理的工程技术。
在土建工程中，土壤的性质是非常重要的因素，不同的土壤在面对荷载和环境条件的时候，表现不尽相同。
为了确保工程的稳定和安全，需要对地基进行适当的处理，而排水固结法则是广泛应用的一种实用方法。
一、排水固结法概述排水固结法是一种通过控制土壤水分来实现地基加固的方法。
其主要原理在于，通过排除土壤内部的多余水分，来使土壤达到一定的稳定状态。
通俗地说，就是把水分“挤出来”。
在土壤水分减少的情况下，土壤粘结力增大，地基的荷载能力也随之提高。
二、排水固结法的作用排水固结法的主要作用在于提高地基的荷载能力和稳定性。
同时，通过排除土壤中的多余水分，还能改善土壤的工程性质，增加土壤的压缩性和稠度，有效地控制地基沉降，提高土壤的强度和稳定性。
三、排水固结法的分类排水固结法可以根据不同的排水方式，分为水平排水法和垂直排水法。
水平排水法适用于需降低水位的区域，其目的是迫使地下水自然流动，达到降低水位的效果。
而垂直排水法则通过在土壤中设置垂直排水系统，将土壤内的多余水分排泄到地表，以实现排水固结的目的。
四、排水固结法的实施实施排水固结法时，首先需要确定工程所在的区域土壤性质和含水情况。
然后根据实际情况，选择合适的排水方式和排水系统，并在土壤中设置相应的排水材料和设备。
需要注意的是，在排水固结的过程中，还需要进行周期性监测，以保证加固效果的稳定和可持续性。
五、排水固结法的适用范围排水固结法适用于以下情况：1. 土壤含水率较高，需要排水以提高土壤的稳定性和荷载能力。
2. 土壤性质较弱，需要采取加固措施以确保地基的安全稳定。
3. 工程面积较大，需要采用较为经济的加固方案。
4. 工程施工周期较长，需要采用可持续性的加固方法。
综上所述，排水固结法是一种简单、经济而有效的地基处理方法，可以在保证工程稳定和安全的同时达到节约成本、提高工程效率等多重效果。
地基处理——排水固结法
地基处理——排水固结法1.概述排水固结法是在建筑物建造前，对天然地基或已设置竖向排水体的地基加载预压，通过加压和排水的共同作用,使饱和软土排水固结,消除大部分沉降,提高土体密实度和强度一种加固方法。
它由排水系统和加压系统组成。
常用的排水系统、加压系统见下图：堆载预压是传统的排水固结加固软土地基的方法,是依靠大量的堆载料的荷载达到排水的作用。
真空预压法广泛采用塑料排水板作为竖向排水通道,以砂垫层、砂沟和排水滤管作为横向排水通道,铺膜,采用真空泵将土体中的水、气混合物抽出,达到软土加固的效果。
真空联合堆载预压法是在真空预压的基础上,在密封膜上加铺堆载料,以增加外荷的方法,加快软土的固结,增加地基的承载力。
真空预压与堆载预压相比,它不需要堆载料,施工简便且快,可降低工程造价三分之一、节约能源三之一、缩短加固时间三分之一。
在港口工程中,从20 世纪80 年代后期开始,主要采用的加压系统是真空预压、真空联合堆载预压，其次是堆载预压。
2.加固机理排水固结法加固软土地基的机理是设排水系统,改善排水边界条件,缩短排水路径,加速排水,在加压系统作用下，孔隙水排出,孔隙水压力降低并转化为有效应力的增加,土体固结,消除大部分沉降而提高密实度和强度,而且卸除预压荷载后,虽会产生些微回弹,但大部分压缩变形为不可逆的塑性变形,土体相对加固前处于超密实状态,从而可有效提高地基的承载能力和减少沉降量。
土体的排水固结是一个复杂的过程。
其固结度和固结速度与固结压力大小、作用时间长短、排水距离、土的渗透系数等因素有关,其中土的工程性质取决于土的颗粒组成和土同水相互作用的性质。
软粘土的工程性质主要与次生矿物中粘土矿物(它粒径一般小于0.005mm,俗称粘粒)有关。
而由粘土矿物不同的晶体构造和排列形式形成的土颗粒与水的相互作用将引起土颗粒周围结合水的复杂变化,并对土的塑性、压缩性、膨胀性、渗透性和强度等产生重要影响。
颗粒很细的粘粒使土的比表面积增大、粒间隙小、渗透性差。
排水固结法
• 二、超载预压 • 对沉降有严格限制的建筑，应采用 超载预压法处理地基。超载量的大小应 根据预压时间内要求完成的变形量通过 计算确定，并宜使预压荷载下受压土层 各点的有效竖向应力大于建筑物荷载引 起的相应点的附加总应力，则今后在建 筑物荷载作用下地基土将不会再发生主 固结变形，而且将减小次固结变形，并 推迟次固结变形的发生。
• 此法缺点是要一套专用设备，施工过程需专人管理和维修。
其它的预压法
4.5 施工方法
• 要保证排水固结法的加固效果，从施工 角度考虑，主要应重视以下三个环节： 铺设水平垫层、设置竖向排水体和施加 固结压力。 • 砂井成孔的典型方法有套管法、射水法、 螺旋钻成孔法和爆破法。 • 灌入砂袋中的砂宜用干砂，并应灌致密 实。
• 真空预压和堆载预压比较具有如下优点： • ① 不需堆载材料，节省运输与造价； ② 场地清洁，噪音小； ③ 不需分期加荷，工期短； ④ 可在很软的地基上采用。
其它的预压法
• 1.井点降水预压法 • 井点降水预压是借井点抽水降低地下水位以增加土的自重 应力，达到预压目的。当降水5～6m时，降水预压荷载可 达50～60KPa。相当于3m左右厚的砂石的压力，由于降 水后使孔隙水压力降低，不会使土体发生破坏，故可不需 控制加荷速率，可一次降水至所需深度，加快固结时间。
第4章 排水固结法 Chapter 4 Consolidation
4.1
概
述
排水固结法（Consolidation）是处理软 黏土地基的有效方法之一。该法是对天然地基， 或先在地基中设置砂井等竖向排水体，然后利 用建筑物本身重量分级逐渐加载，或是在建筑 物建造以前，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，同 时强度逐步提高的方法。 排水固结法适用于处理淤泥质土、淤泥、 泥炭土和冲 填土等饱和粘性土地基。
地基处理及加固 排水固结法
一、砂井堆载预压法
砂井堆载预压法是在软弱地基中设置砂 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，借 此增加排水通道，缩短排水距离，以改善地 基土的渗透性能，然后在砂垫层上部堆载， 以增加地基土中附加应力，使土体中孔隙水 较快地通过竖向砂井和水平砂垫层排出，达 到加速土体排水固结、提高软弱地基承载力 之目的。
一、砂井堆载预压法
砂井堆载预压法适用于厚度较大和渗透系数很低的饱和软黏土，但 对于泥炭土、有机质黏土和高塑性土等土层，采用该方法效果不明显。
砂井形式分为普通砂井、袋装砂井和塑料排水板。
一、砂井堆载预压法
1.普通砂井 1）砂井的布置范围 砂井的布置范围应比基础底面面积大，一般由基础的轮廓线向外增 加2～4m。 2）砂井的平面布置、直径及间距 砂井的平面布置可采用正方形或等边三角形，后者排列较紧凑，应 用较多。
二、天然地基堆载预压法
天然地基堆载预压法是在建筑物施工前，用与设计荷载相等(或 略大)的预压荷载(如砂、土、石等重物)堆压在天然地基上，也可以 利用施工过程中建筑物本身的重量缓慢预压，使地基软土得到压缩 固结，以提高其强度和减少工后沉降量，待地基承载力、变形达到 设计预期要求后，将预压荷载撤除，在经预压的地基上修建结构物 的方法。
留段应及时弯折埋设于砂垫层中，与砂垫层贯通，并采取保护措施。 3）塑料排水板不得搭接。 4）施工中防止泥土等杂物进入套管内，一旦发现应及时清除。 5）打设形成的孔洞应用砂回填，不得用土块堵塞。
一、砂井堆载预压法
4.预压荷载的大小及堆载方案 为了加快地基土的压缩过程，可采用比建筑物设计荷载稍大的荷载 进行预压，即超载预压。预压荷载一般为设计荷载的1.1～1.2倍。预压 荷载的分布应与建筑物设计荷载的分布大致相同。 在施加预压荷载的过程中，若需施加较大荷载，则必须分级加载， 使其与地基强度的增长速度相适应，待前一级荷载作用下的地基强度增 加到一定程度后，才可施加下一级荷载。
第4章排水固结法ppt课件
真空预压法示意图
真空预压法
抽真空设备 真空压力表
出膜管
双层薄膜
一层土工布 双层真空薄膜 中粗砂垫层及抽真空管道
集水沟
抽真空滤管 淤泥
边坡开挖线 塑料排水板或袋装砂井
粘土
深圳河真空预压加固软基示意图
(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。
适用范围
适用于处理各类淤泥、淤泥质土及冲填土等饱和 粘性土地基。
砂井法特别适用于存在连续薄砂层的地基。但砂 井只能加速主固结而不能减少次固结，对有机质 土和泥炭等次固结土，不宜只采用砂井法。克服 次固结可利用超载的方法。
真空预压法适用于能在加固区形成(包括采取措施 后形成)稳定负压边界条件的软土地基。降低地下 水位法、真空预压法和电渗法由于不增加剪应力 ，地基不会产生剪切破坏，所以它适用于很软弱 的粘土地基。
（2）砂井深度 主要根据土层的分布、地基中附加应力大小、
施工期限和条件及地基稳定性等因素确定。一 般为10～25m。 （3）砂井排列 砂井在平面上可布置成正三角形（梅花形）， 以正三角形排列较为紧凑和有效。在实际进行 固结计算时，由于多边形作为边界条件求解很 困难，巴隆建议每个砂井的影响范围由多边形 改为由面积与多边形面积相等的圆来求解。
荷载开始施加的时间。
4 根据第二步所得到的地基强度cu1计算
第二级所能施加的荷载p2。 p2可近似地
按下式估算：
p2
5.52cu1 K
同样，求出在 p2 作用下地基固结度达70 ％时的强度以及所需要的时间，然后计
算第三级所能施加的荷载，依次可计算
出以后的各级荷载和停歇时间。
5 按以上步骤确定的加荷计划进行每一 级荷载下地基的稳定性验算。如稳定性 不满足要求，则调整加荷计划。
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超载预压可缩短预压时间，在预压过程中，任一时间地基的 沉降量可表示为：
Ut
1
8 2
exp(
2Tv 4
)
Cv
KE(1 v)
w (1 v)(1 2v)
t H 2Tv Cv
路基侧滑塌方
❖ 竖向排水体 ❖ 水平排水体
堆载预压法排水系统设计
竖向排水体 水平排水体
砂井深度、直径、间距、排列方式和砂井材料 等。这些参数的选择一般要求满足在不太长的 预压时间里，使地基的固结度达到80%以上。
荷载p1。一般饱和软粘土可根据斯开普顿极限荷载的半
经验公式作为初步估算，即：
长条梯形填土
p1
5.14 K
Cu
D
p1
5.52 K
Cu
堆载预压计划设计 拟定的堆载预压计划如下图所示。
❖ 2 计算第一级荷载下地基强度增长值， 在荷载作用下，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为：
❖ 超载预压：
❖ 作用：对沉降有严格限制的建(构)筑物，应采用超载预压法处理 地基。今后在建(构)筑物荷载作用下地基土将不会再发生主固结 变形，而且将减小次固结变形，并推迟次固结变形的发生。
❖ 小知识：
❖ 建筑地基在长期荷载作用下产生的沉降，其最终沉降量可划分为 三个部分：初始沉降（或称瞬时沉降）、主固结沉降（简称固结 沉降）及次固结沉降。
❖ 3)封闭气泡排出，土的渗透性加大。
❖ 真空预压即是在总压力不变的情况下， 通过减小孔隙水压力来增加有效应力的 方法。真空顶压和降水预压是在负超静 水压力下排水固结，称为负压固结。
三 设计与计算 堆载预压法加压系统设计
❖ 堆载预压的计算步骤
❖ 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
Cu1 (Cu Cu' 1)
❖ Cu为'1 在P1作用下地基因固结而增长的强 度。它与土层的固结度有关，一般可先 假定一固结度，通常可假设为70%，然 后求出强度增量；
❖ η为考虑剪切蠕动的强度折减系数。
❖ 3 计算作用下达到所确定固结度所需要的时间。达到某一固 结度所需要的时间可根据固结度与时间的关系求得。这一步 计算的目的在于确定第一级荷载停歇时间，亦即第二级荷载 开始施加的时间。
第五章 排水固结法—概述
❖ 排水固结法是对天然地基，或先在地基中设置砂井 (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 在场地先行加载顶压，使土体中的孔隙水排出，逐 渐固结，地基发生沉降，同时强度逐步提高的方法。 该法常用于解决软粘土地基的沉降和稳定问题，可 使地基的沉降在加载预压期间基本完成或大部分完 成，使建筑物在使用期间不致产生过大的沉降和沉 降差。同时，可增加地基土的抗剪强度，从而提高 地基的承载力和稳定性。
❖ 真空预压法最早是瑞典皇家地质学院 W.Kjellman教授于1952年提出的 。
❖ 我国于50年代末60年代初对该法进行过研究。
❖ 1983年开展了真空—堆载联合预压法的研究。
❖ 真空预压的原理主要反映在以下几个方面：
❖ 1)薄膜上面承受等于薄膜内外压差的荷载。
❖ 2)地下水位降低，相应增加附加应力。
此时固结度U表示为
用填土等加荷对地基进行预压，是通过增加总应力，
并使孔隙水应力μ消散来增加有效应力 的 方法。堆载预
压是在地基中形成超静水压力的条件下排水固结，称为 正压固结。
设置竖向排水体来增加排水路径、缩短排水距离 是加速地基排水固结行之有效的方法。
二．真空预压加固机理
❖ 真空预压法(VacuumPreloading)是在需要 加固的软土地基表面先铺设砂垫层，然后埋 设垂直排水管道，再用不透气的封闭膜使其 与大气隔绝，薄膜四周埋入土中，通过砂垫 层内埋设的吸水管道，用真空装置进行抽气， 使其形成真空，增加地基的有效应力。
❖ 初始沉降：又称瞬时沉降，是指外荷加上的瞬间，饱和软土中孔 隙水尚来不及排出所发生的沉降，此时土体只发生形变而没有体 变，一般情况下把这种变形称之为剪切变形，按弹性变形计算。
❖ 主固结:在荷载作用下，饱和土体随着孔隙水的排出，导致土体 积逐渐减小的过程。
❖ 次固结:土体在主固结完成后，土体积随时间减小的现象。
❖ 排水固结法可和其他地基处理方法结合起来使用，作为 综合处理地基的手段。如天津新港曾进行了真空预压 （使地基土强度提高）再设置碎石桩使形成复合地基的 试验，取得良好效果。又如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：
普通砂井
❖ 1砂井深度
❖ 砂井深度应根据建筑物对地基的稳定和变形要求确定的。一 般为10~25m。
❖ 对地表滑动稳定性控制的工程，砂井深度至少应超过最危险 的滑动面2m。
❖ 对以沉降控制的建筑物，如果压缩土层的厚度不大，砂井宜 贯穿压缩土层，对深厚的压缩土层，砂井深度根据在限定的 预压时间内应消除的变形量确定。
❖ 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。
加固机理
一．堆载预压加固机理
在饱和软土地基上施 加荷载后，孔隙水被 缓慢排出，孔隙体积 随之逐渐减少，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 提高，地基土强度就 逐渐增长。
❖ 4 根据第二步所得到的地基强度计算第二级所能施加的荷载
p2
5.52Cu1 K
Cu2 (Cu1 Cu' 2 )
❖ 5按以上步骤确定的加荷计划进行每一级荷载下地基的稳定
性验算。如稳定性不满足要求，则调整加荷计划。
❖ 6计算预压荷载下地基的最终沉降量和预压期间的沉降量。 这一项计算的目的在于确定预压加压系统两部 分组合而成的
❖ 排水固结法适用于处理各类淤泥、淤泥质土及冲填 土等饱和粘性土地基。
❖ 砂井法特别适用于存在连续两砂层的地基。对有机 质土和泥炭等次固结土，不宜只采用砂井法。
❖ 克服次固结可利用超载的方法。
❖ 真空预压法适用于软土地基。
❖ 降低地下水位法、真空预压法和电渗法由于不增加 剪应力，地基不会产生剪切破坏，所以它适用于很 软弱黏土地基。