《排水固结法》PPT课件

荷载p1，对饱和软黏土可采用下列公式估算：
p1
5.14cu K
D
• 2经过计一算段第时一间级预荷压载地下基地强基度强会度提增高长，值提。高在以p1后荷的载地作基用强下度，
为cu1：
cu1 (cu cu )
• 3于确计定算第p1一作级用荷下载达停到歇所的确时定间固，结亦度即所第需二要级的荷时载间开。始目施的加在 的时间。
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。
4.3 砂井排水固结设计计算
Design Procedure of Sand Drain
•
1925年，丹尼尔 . 莫兰将垂直砂井用于
费城－－奥克兰海湾大桥公路软土地基的加
固，1926年获得专利。
•
砂井法问世以后，因缺乏理论根据而按
• 按施工条件，砂井的间距一般不小于1.5m。 为了保证排水畅通，在砂井预压地表铺一 层砂，厚一般为0.5～1.0m，水下为1～2m。
• （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
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。
一、堆载预压的计算步骤
• 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
形），以正三角形排列较为紧凑和有效。在实
（1）砂井直径和间距
排水竖井的间距可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。设计时，竖井的间距可按井径比n
选用（n de ）
dw
• 根据固结理论，砂井直径越大，间距越密， 固结速率越快。如果比较砂井的直径和间 距对固结度的影响，又可看出，在同一井 径的条件下，砂井间距缩小一半，固结时 间约缩短三倍，而在同一间距条件下，井 径增大一倍，固结时间只减小约三分之一。 因此，缩短间距比增大井径对加速固结的 效果更好。所以，采用“细而密”的方案 是合理的。
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。
经验设计。1940～1942年，巴隆（Barron）
根据太沙基的固结理论，提出砂井法的设计
计算方法。我国从20世纪50年代起，开始应 用砂井法。
•
砂井法主要适用于没有较大集中荷载
的大面积荷重或堆土荷重工程，例如水库
土坝、油罐、仓库、铁路路堤、贮矿场以
及港口的水工建筑物等工程。
• 一、砂井设计
• 砂井设计包括砂井直径、间距、深度、 排列方式、范围、砂料选择和砂垫层厚度 等。
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。
排水固结法通常由排水系统和加压系统两部分组成。
塑料排水板插板机
• 塑料排水板地基处理
塑料排水板施工工艺流程 图
塑料排水板施工现场
• 真空预压地基处理
• 真空预压管网铺设
• 真空管网铺设
真空系统第一层土工布铺设
土工布铺设
土工布缝接
真空系统双层密封土工膜的铺设
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
真空系统土工膜的密封
出膜连接与真空系统安装
出膜连接
出膜管与真空泵连接
试抽真空
• 排水固结法可解决以下两个问题：
• （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 物在使用期间不致产生不利的沉降和沉 降差。
• （2）稳定问题。加速地基土的抗剪 强度的增长，从而提高地基的承载力和 稳定性。
• 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。
4.2 排水固结法的原理
补充：地基固结度的计算
补充：地基固结度的计算
补充：地基固结度的计算
补充：地基固结度的计算
补充：地基固结度的计算
补充：地基固结度的计算
• 一级或多级等速加载条件下，当固结时间 为t时，对应总荷载的地基平均固结度可按 下式计算：
补充：地基固结度的计算
• 当排水竖井采用挤土方式施工时，应考虑 涂抹对土体固结的影响。当竖井的纵向通 水量与天然土层水平向渗透系数的比值较 小，且长度又较长时，尚应考虑井组影响。
• 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 的在于确定预压荷载卸除的时间。
• 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
8
2
,
8ch Fde2
2cv
4H 2
4.3 堆载预压设计计算
2
堆载过快易失稳
1
对深厚软粘土地基，应设置塑料排水带或砂井等排水竖井。当软土层
厚度不大或软土层含较多薄粉砂夹层，且固结速率能满足工期要求时， 可不设排水竖井。
预压荷载顶面的范围应等于或大于建筑物基础外缘所包围的范围。
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
补充：地基固结度的计算
• 瞬时加载条件下，考虑涂抹和井组影响时， 竖井地基径向排水平均固结度可按下式计 算：
补充：地基固结度的计算
补充：地基固结度的计算
• 反映井阻作用影响的参数 Fr的表达式为：
补充：地基固结度的计算
• 一级或多级等速加载条件下，考虑涂抹和井阻影 响时竖井穿透受压土层地基的平均固结度可按下 式计算：