水工建筑物地基处理——软弱地基处理——预压法

堆载高度
h
s
h1
19
h2
堆载预压法——确定堆载
➢ ②堆载范围 ▪ 不应小于建筑物基础边缘所包围的范围； ➢ ③加载速率 ▪ 应与地基土增长的强度相适应，对加载的
各阶段应进行抗滑稳定分析； ➢ ④制定分级预压计划。
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堆载预压法——确定堆载
分级预压计划的制定的步骤：
➢ 首先根据场地的野外十字板剪切试验资料，经 统计，得出Sv沿深度的变化规律：Sv=A+BZ
➢ 1、适用条件 ➢ 2、堆载预压法设计
▪ （1）竖向排水体设计 ▪ （2）确定加载的数量、范围、速率和
预压时间 ▪ （3）计算地基的固结度、强度增长、
抗滑稳定和变形 ▪ （4）工法的质量控制
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预压法——堆载预压法——适用条件
➢除了预压法的总的适用条件外，还 有：
▪ （1）要有价格便宜的堆载； ▪ （2）要有足够长的预压时间。
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预压法——概述
➢ 加固作用： ▪ （1）沉降问题：使地基的沉降在加载预
压期间大部分或基本完成，使建筑物在 使用期间不至于产生不利的沉降和沉降 差。 ▪ （2）稳定问题：加速地基土抗剪强度的 增长，从而提高地基的承载力和稳定性。
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预压法——概述
➢ 2、适用条件：
▪ 总的来讲，预压法适用于： ▪ 在持续荷载下土的体积会发生很大压缩
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预压法——概述
➢ 真空预压法：荷载为真空负压 ▪ 传统真空预压法：水平滤网设在软土 之上的砂层中间 ▪ 低位真空预压法：水平滤网设在软土 之下
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预压法——概述
4、组成及各部分的作用及适用范围： ➢ （1）组成 ▪ ①排水系统:
▪ 竖向排水井：普通/袋装砂井、塑料排 水板
▪ 水平排水层：砂垫层、水平滤管网 ▪ ②加压系统：
▪ 堆载、真空预压、降低地下水位等
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预压法——概述
➢ （2）各部分的作用： ▪ ①排水系统：
▪ 改变地基原有的排水边界条件，缩短 排水路径，加速软土固结;
▪ ②加压系统： ▪ 对地基施加预压或真空负压，使地基 土中的大部分孔隙水在预压荷载作用 下排出，土颗粒被压缩，地基土得以 固结。
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预压法——堆载预压法
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堆载预压法——竖向排水体设计
➢ ①选择竖向排水体 ➢ ②确定竖向排水体的设计参数：
▪ （a）直径 ▪ （b）间距s ▪ （c）深度L
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堆载预压法——竖向排水体设计
➢ 选择砂井或塑料排水袋等竖向排水体; ➢ 若软土层厚度不大或软土层含较多薄粉
砂夹层，预计固结速率能满足工期要求， 可不设置竖向排水体; ➢ 对于深厚的软粘土地基，为了加速软土 地基的固结过程，提高预压效果，一般 常在地基内设置竖向排水体。
变形且抗剪强度会持续增长的土类的地 基处理，如：淤泥、淤泥质土、新吹填 的饱和软土。
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预压法——概述
3、预压法的分类：
➢ （1）按预压荷载的大小来分：
▪ 预压荷载<使用荷载→欠载预压法 ▪ 预压荷载=使用荷载→等载预压法 ▪ 预压荷载>使用荷载→超载预压法
➢ （2）按预压荷载种类来分：
▪ 堆载预压法：荷载为堆载 ▪ 真空预压法：荷载为真空负压 ▪ 降水预压法
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堆载预压法——竖向排水体设计
➢ 普通砂井直径取300~500mm；
➢ 袋装砂井直径取70~100mm；
➢ 塑料排水板的当量换算直径
DP
2(b)
芯板
滤布
100
复合型塑料排水带
4
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堆载预压法——竖向排水体设计
➢ 间距s： ▪ 间距根据地基土的固结特性和预定
时间内所要求达到的固结度确定。 通常按井径比n=de/dw确定：
T1
p1
•
/ q1
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堆载预压法——确定堆载
➢ 计算第一级加载结束时地基的平均固结
度：
___
U1
p1
___
U
p
➢对总平均固结度的要求： ▪（a）一般情况要求≥(70%~75%); ▪（b）对变形要求高的工程，应达到80%~90%。
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堆载预压法——确定堆载
➢ 估算第二级荷载 ：
▪ 第一级加载结束，间歇一段时间后到施
➢ Sv=A+BZ得到后，根据计算或参考邻近场地 同类地基现场监测资料，确定最不利局部失稳 的位置（如：此位置在基底以下深度为h处）；
➢ 计算第一级堆载的大小、速率及时间； ➢ 计算第一级加载结束时地基的平均固结度； ➢ 估算第二级荷载及其它各级荷载； ➢ 绘制出p~t加荷计划图。
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堆载预压法——确定堆载
水工建筑物地基处理 ——软弱地基处理 ——预压法
预压法——概述
➢ 1、加固原理： ▪ 对天然地基，或先在地基中设置砂井、塑
料排水板等竖向排水设施， ▪ 然后利用建筑物本身重量分级加载，或在
建筑物建造之前，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。
▪ 由于此时的径向平均固结效应已很小， 故穿越软土的意义不大，可采用超载 预压解决。
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堆载预压法——确定堆载
➢ ①堆载的大小： ➢ 按照结构对变形的要求，工程上一般采用： ▪ 对变形要求不高的工程，采用等载预压，
与建筑物基底压力大小相同，堆载高度
q
h s h1
▪②对变形要求较高的工程、地
基为欠固结土，采用超载预压， q
加第二级荷载前，此时地基土的抗剪强
➢ 取h/2深度处的土的抗剪强度作为估算施加 第 条形一荷级载荷（载如p1坝的、初堤始、抗路剪基强荷度载Cu）0，若为长
p1
p1
5.52Cu0 K
➢第一级筑堤高度：
h1
p1
s
➢第一级加载确定后，估算第一级加载速率：
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对软粘土，第一级加载速率不宜太快，宜控
制在
•
q1 2~3kP/aday
➢第一级荷载的施工时间：
✓普通砂井的间距s按n=6~8采用，常用2~4m； ✓袋装砂井的间距s按n=15~20采用，一般为 1~2m； ✓塑料排水带的间距s按n=15~20采用，实际 工程中，常取在1.0~1.5m之间。
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堆载预压法——竖向排水体设计
▪ de为一根砂井的有效排水圆柱体的直径; ▪ 砂井的平面布置可采用等边三角形或正
方形排列; ▪ 等边三角形布置：de=1.05s ▪ 正方形布置：de=1.13s
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深堆度载L预： 压法——竖向排水体设计
➢ 根据建筑物对地基的稳定性和变形的要 求及软土层深度确定:
➢ 软土层不厚：
▪ L可由软土层厚度决定而贯穿软土； ➢ 软土层较厚：
▪ L应根据结构对变形和稳定的要求决定； ➢ 软土层很厚（>20m）：