排水固结法.

排水固结法的原理 真空预压法通过砂垫层内埋设的 吸水管道，用真空装置抽气，使 其形成真空，增加地基的有效应 力。主要反映在以下方面：
1.薄膜上压差荷载
2.地下水位降低引起附加应力增 加； 3.封闭起泡排除，增强渗透性。
堆载预压与真空预压法加固原理对比
编号 1 2
对比方面 加载方式 地基中的总应力
2 堆载预压法设计计算
逐级加载条件下固结度计算 改进太沙基法假定： （ 1 ）每一级荷载所引起的固结过程是独立 的，与上一级荷载引起的固结度无关； (2)总固结度等于各级荷载增量作用下固结 度的叠加； (3)每一级荷载增量pi在等速加荷经过时间t
的固结度与在 t／ 2 时的瞬时加荷的固结度相
同，也即计算固结的时间为t／2；
其中

经验系数，堆载预压时正常固结饱和黏性土取 1.1-1.4，荷
载大地基土较软弱时取大值，否则取小值；真空预压法取 1.0-1.3 ，
真空堆载联合预压法时取1.0-1.3。
2 堆载预压法设计计算
预压期间沉降量的计算：
sT Ut s f
其中 U t 为地基平均固结度在竖向排水情况下，采用太 沙基固结理论计算；对于布置竖向排水体的地基，采用 沙井固结理论。
弱的软土地基。
1.1 排水固结法的原理
排水垫层
水平排水盲沟
竖向排水体 加 固 软 土 层
排水固结法的原理
堆载预压法就是用填土等外加荷 载来增加总应力 σ 并使超静孔隙 水压力u消散从而增加有效应力σ’
的方法。降低地下水位和电渗排
水法是总应力不变 , 减少孔隙水 压力来增加有效应力 σ ’的方法。
加压系统：堆载预压计划及材料选用
排水系统：竖向排水体材料选用、排水体长度、断面、平 面布置
2 堆载预压法设计计算
总沉降量的计算：
s sd sc ss
其中 sd / sc / ss 分别为瞬时沉降、主固结沉降和次固结 沉降，若忽略次固结沉降则： n e e s f 0i 1i hi i 1 1 e0i
堆载预压法 堆重 增加，正压固结
真空预压法 抽真空 不变，负压固结
3
4 5 6
排水系统中的水压力
地基中的水压力 地基土水流特性 加载速率
近似静水压力
由超孔压至静水压力 向四周流动－挤水 严加控制
小于静水压力
由静水压消散至负压 由四周流来－吸水 不需控制
1.3 排水固结法的应用范围
用于处理软粘土地基，是十分有效的方法。 按照使用目的可以解决两个问题


1. 排 水 固 结 法 设 计 流 程 图
2 堆载预压法设计计算
预压法是以事先完成的沉降和由于固结使地基强度增长的 两个要素为目标的，这种加固方法成立的背景，是以具有饱和 粘性土地基由于固结而增加强度，以及所谓一旦地基固结沉降， 即使卸掉荷载实际上也不恢复原来状态这两种条件而构成的。 设计内容：
Horizontal Drains
系统组成——加压系统
堆载
桥头高填土堆载预压
来自百度文库
场地高填土堆载预压
临时填土堆载预压
系统组成——加压系统
真空预压
Vacuum Consolidation
FLASH
（二）、排水固结法的设计与计算
在设计以前，应该进行详细的岩土工程勘察和土工试 验，以取得必要的设计资料。对以下各项资料应特别 加以重视： （一）土层条件。通过适量的钻孔绘制出土层剖面图； 采取足够数目的试样以确定土的种类和厚度；土的成 层程度；透水层的位置；地下水位深度。 （二）固结试验。固结压力与孔隙比的关系曲线；固结 系数。 （三）软粘土层的抗剪强度及沿深度的变化情况。 （四）砂井及砂垫层所用砂料的粒度分布、含泥量等。
2 堆载预压法设计计算
逐级加载条件下固结度计算
改进太沙基法假定： (4)在加荷停止以后, 在恒载作用期间的固结 度，即时间t大于Ti，(此处Ti为pi的加载期)时 的固结度和在Ti/2时瞬时加荷pi后经过时(tTi/2)时的固结度相同； (5)所算得的固结度仅是对本级荷载而言，对 总荷载还要按荷载的比例进行修正。
地基 处理
Soil Improvement
排水固结技术
Drain Consolidation
1 概 述
排水固结法（Consolidation）是处理软粘土地基的有效 方法之一。该法是对天然地基，或先在地基中设置砂井、 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。
法、真空预压法、降低地下水位法和电渗法。
堆载预压法和砂井堆载预压法唯一的区别在于：前者 的排水系统以天然地基土层本身为主；而后者在天然地基
中还人为地增设了诸如砂井等排水系统。
适用范围
主要用于处理淤泥质土、淤泥和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地基； 真空预压法适用于能在加固区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都适用于加固很软
排水固结法解决的问题 （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
排水固结法是由排水系统和加压系统两部分共同组合而成的。
加压系统
排水系统
排水固结法的种类
根据排水系统和加压系统的不同，排水固结法可分为 堆载预压法、砂井(包括袋装砂井、塑料排水板等)堆载预压
沉降问题
稳定问题
沉降问题 (settlement problems)
采用竖向排水固结与不采用竖向排水固结的实测沉降-时间曲线对比
采用竖向排水固结与不采用竖向排水固结的实测沉降-时间曲线对比
不排水-等载预压排水-超载预压排水的沉降曲线
稳定问题 (stabilization problems)
地基间歇式加荷的应力路径
竖向排水提高边坡稳定性
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
水平排水体
Horizontal Drains
水平排水体