排水固结施工方法

固结微分方程：
u t
cv
2u z 2
cH
2u ( r 2
1 r
u ) r
根据卡里罗理论：任意一点的孔隙水压力u有如下关系：
u ur uz u0 u0 u0
用固结度表示为： 1 U rz (1 U r )(1 U z )
竖向排水的平均固结度：
Uz
1
8
2
exp( 2
4
Tv )
径向排水平均固结度：
Fn
ln(n)
3 4
,n
15
Fs
[kh ks
1] ln
s
Fr
2 L2
4
kh qw
kw、kh、ks－砂井砂、地基土和砂井涂抹土层的渗透系数； s－涂抹比，砂井涂抹后的直径ds与砂井直径dw之比； L－竖井深度； qw－竖井纵向通水量。
施工方法
回路。
1
2
1
2
3
3
1.真空压力分布管；2.集水管；3.出膜口
3）密封膜施工 （1）采用抗老化性能好、韧性好、抗穿刺能力强不透气材料，如线 性聚乙烯等专用薄膜。 （2）热合时宜采用两条热合缝的平搭接，搭接长度应大于15mm。 （3）宜铺设3层，覆盖膜周边可采用挖沟折铺、平铺并用粘土覆盖压 边，围埝沟内覆水以及膜上全面覆水等方法进行密封。
三、 预压荷载施工
加载过程中进行竖向变形、边桩水平位移及孔隙水压力等项目的监测， 根据监测资料控制加载速率。
对竖井地基，最大竖向变形量每天不应超过15mm，对天然地基，最大 竖向变形量每天不应超过10mm；边桩水平位移每天不应超过5mm。
（1）利用建筑物自重加压 （2）堆载预压法 （3）真空预压法
1）排水通道施工
质量检验
❖ 一、施工观测
❖
排水固结法的施工观测是保障安全施工和有效加固地基的重要手段，
施工当中常进行的观测和检测项目包括：孔隙水压力观测、沉降观测、边
桩水平位移观测、地基土物理力学指标检测。
❖ （1）孔隙水压力观测
❖ （2）加荷速率的控制与优化
❖ 1) 有效应力途径法
❖ 2) u／P比值控制法
❖ （3）沉降与边桩水平位移观测
a）密封膜分层铺设
b）膜上全面覆水后真空泵抽气
天津港软基处理采用真空预压法施工现场
四、真空-堆载预压法施工
工艺流程为：
采用真空—堆载预压法，既能加固软土地基，又能较高地提高地提高地基承载力，其
流程为：铺设砂层 打设竖向排水通道 铺膜 抽气 堆载 结束。
粘性土，当膜下真空度稳定地达到80kPa后，抽真空10d左右可进行 上部堆载施工，即边抽真空，边连续施加堆载。
铺设水平排水垫层、设置竖向排水体、施加固结压力。
一、竖向排水体施工
（1）砂井施工 砂井施工一般先在地基中成孔，再在孔内灌砂形成砂井。 砂井的实际灌砂量不得小于计算值的95%。砂袋放入孔内
至少应高出孔口200mm。 砂井成孔施工方法有振动沉管法、射水法、螺旋钻成孔法
和爆破法。
（2）袋装砂井施工
锤击打入法、水冲法、静力压入法、钻孔法和振动贯入法等。 锤击打入法施工过程为：①打入成孔套管；②套管到达规定 标高；③在套管内放下砂袋；④拔套管，袋装砂井施工完毕。
（2）对不同来源砂井和砂垫层砂料，取样进行颗粒分析和渗透性试验。 （3）对于以抗滑稳定性控制的重要工程，在堆载不同阶段进行原位十字 板剪切试验和取土进行室内土工试验，验算下一级荷载地基的抗滑稳定性。 （4）对预压工程，应进行地基竖向变形、侧向位移和孔隙水压力等监 测。 （5）真空预压工程除应进行地基变形、孔隙水压力的监测外，尚应进 行膜下真空度和地下水位的量测。
（3）塑料排水带施工
塑料 排谁带
塑料带 固定架
圆桩尖
塑料 排谁带
塑料带 固定架
塑料 排谁带
塑料楔
履带式插带机施工现场
a）混凝土圆形桩尖 b）倒梯形桩尖 c）楔形固定桩尖
桩尖
a）定位并打入小木桩；b）将塑料带通过导管从管靴穿出，对准桩位；c）插入塑料 带至设计深度；d）拔出插管；e）剪断塑料带，地面以上预留20～30cm； f）移位，对桩位四周形成的空隙用砂回填，将预留的塑料带叠埋入砂垫层中
对高含水量的淤泥类土，当膜下真空度稳定地达到80kPa后，一般 抽真空20～30d可进行堆载施工；若荷载大时应分级施加。
在进行上部堆载之前，必须在密封膜上铺设防护层，以保护密封膜 的气密性。
防护层可采用土工编织布或无纺布等，其上铺设100～300mm厚的砂 垫层，然后再进行堆载。
堆载时宜采用轻型运输工具，以免损坏密封膜，并密切观察膜下真孔 度变化，发现漏气及时处理。
先在软基表面铺设砂垫层和在土体中埋设袋装砂井或塑料排水带。
2）膜下管道施工
真空管路的连接应严格密封，在真空管路中应设置止回阀和截门。
滤水管应设在砂垫层中，其上覆盖厚度100～200mm的砂层。
滤水管采用钢管或塑料管，外包尼龙纱或土工织物等滤水材料。水
平向分布滤水管可采用条状、梳齿状及羽毛状等，滤水管布置宜形成
Ur
1 exp(
8 F
TH )
Tv
cvt H2
TH
cH t
d
2 e
F
n2
n2
ln 1
n
3n2 1 4n 2
井径比n de dw
总固结度（大于30%时）：
U rz 1 et
8
2
8cH 2cv
Fde2 4H 2
故
t 1 ln 8
2 (1 U rz )
考虑井阻和涂抹作用时：
F Fn Fs Fr
❖ （4）卸荷标准
❖ 预压到某一程度后可卸载，卸载标准为：
❖ 1) 地面总沉降量大于预压荷载下最终计算沉降量的80％
❖ 2) 地基总固结度大于80％；
❖ 3) 地面沉降速率小于0.5～1.0mm／d，沉降变化曲线趋于平缓。
二、施工过程质量检验
（1）塑料排水带现场随机抽样送往实验室进行性能指标的测试，如纵向 通水量、复合体抗拉强度、滤膜抗拉强度、滤膜渗透系数等。
二、 水平排水垫层施工
①地基表层硬壳层，采用机械分堆摊铺法，即先堆成若干砂堆，然后 用机械或人工摊平。
②当硬壳层承载力不足时，采用顺序推进摊铺法。 ③当软土地基表面很软，如新沉积或新吹填不久的超软地基，要改善 地基表面的持力条件，使其能上施工人员和轻型运输工具。 ④超软地基持力条件很差，采用人工或轻便机械顺序推进铺设。
密封膜铺3层理由：最下一层和砂垫层相接触，膜容易被刺破，最 上一层膜易老化、刺破等，而中间一层膜是最安全最起作用的一层膜。
4）抽气设备选用 射流真空泵，空抽时必须达到95kPa以上的真空吸力，每块预压区至 少应设置两台真空泵。
5）管路连接 真空管路的连接点应严格进行密封，以保证密封膜的气密性。 为避免膜内真空度在停泵后很快降低，在真空管路中应设置止回阀和 截门。当预计停泵时间超过24h时，则应关闭截门。