真空预压排水固结法设计及计算(18年附图丰富)

真空空预预压压排水水固固结结法法广东东中中誉誉设设计计院院有有限限公公司司2018年10月14日1概述述排水水固固结结法法（（Consolidation）是是处处理理软软黏黏土土地地基基的的有有效效方方法法之之一一。。该该法法是是对对天天然然地地基基，，或或先先在在地地基基中中设设置置砂砂井井等等竖竖向向排排水水体体，，然然后后利利用用建建筑筑物物本本身身重重量量分分级级逐逐渐渐加加载载，，或或是是在在建建筑筑物物建建造造以以前前，，在在场场地地先先行行加加载载预预压压，，使使土土体体中中的的孔孔隙隙水水排排出出，，逐逐渐渐固固结结，，地地基基发发生生沉沉降降，，同同时时强强度度逐逐步步提提高高的的方方法法。。排水水固固结结法法适适用用于于处处理理淤淤泥泥质质土土、、淤淤泥泥、、泥泥炭炭土土和和冲冲填填土土等等饱饱和和粘粘性性土土地地基基。。排水水固固结结法法可可解解决决以以下下两两个个问问题题：：（1）沉降降问问题题。使使地地基基的的沉沉降降在在加加载载预预压压期期间间大大部部分分或或基基本本完完成成，，使使建建筑筑物物在在使使用用期期间间不不致致产产生生不不利利的的沉沉降降和和沉沉降降差差。。（2）稳定定问问题题。加加速速地地基基土土的的抗抗剪剪强强度度的的增增长长，，从从而而提提高高地地基基的的承承载载力力和和稳稳定定性性。。排水水固固结结法法通通常常由由排水水系系统统和加压压系系统统两部部分分组组成成。。2排水水固固结结法法的的原原理理3真空空预预压压法法真空空预预压压法法是是1952年由由瑞瑞典典皇皇家家地地质质学学院院提提出出的的，，施施工工时时先先在在地地面面铺铺设设一一层层透透水水的的砂砂及及砾砾石石，，其其上上覆覆盖盖不不透透气气的的薄薄膜膜材材料料，，然然后后用用射射流流泵泵抽抽气气使使透透水水材材料料中中保保持持高高度度的的真真空空度度，，使使土土体体排排水水固固结结。。真空空预预压压法法处处理理地地基基必必须须设设置置排排水水竖竖井井。设计计内内容容包包括括：竖竖井井断断面面尺尺寸寸、、间间距距、、排排列列方方式式和和深深度度的的选选择择；；预预压压区区面面积积和和分分块块大大小小；；真真空空预预压压工工艺艺；；要要求求达达到到的的真真空空度度和和土土层层的的固固结结度度；；真真空空预预压压和和建建筑筑物物荷荷载载下下地地基基的的变变形形计计算算；；真真空空预预压压后后地地基基土土的的强强度度增增长长计计算算等等。。具体体内内容容见见教教材材真空空预预压压和堆载载预预压压比较较具具有有如如下下优优点点：：①不不需需堆堆载载材材料料，，节节省省运运输输与与造造价价；；②②场场地地清清洁洁，，噪噪音音小小；；③③不不需需分分期期加加荷荷，，工工期期短短；；④④可可在在很很软软的的地地基基上上采采用用。3真空空预预压压排排水水固固结结设设计计要要点点1、设设计计前前特特别别要要查查明明透透水水层层位位置置及及范范围围和和地地下下水水状状况况，，它它往往往往觉觉得得真真空空预预压压是是否否适适用用或或需需采采取取附附加加密密封封措措施施以以及及垂垂直直排排水水通通道道的的打打设设深深度度。。2、真真空空预预压压法法处处理理必必须须设设置置排排水水竖竖井井。。设设计计内内容容包包括括：：竖竖井井断断面面尺尺寸寸、、间间距距、、排排列列方方式式和和深深度度的的选选择择。。3、砂砂井井的的砂砂料料应应选选用用中中粗粗砂砂，，其其渗渗透透系系数数Kw应大大于于1x10-2cm/s。4、真空空预压压竖向向排水水通道道宜穿穿透软软土土层，，但不不应进进入下下卧透透水层层。软软土层层较厚厚、且且以地地基抗抗滑稳稳定性性控制制的工工程，，竖向向排水水通道道的深深度至至少应应超过过最危危险滑滑动面面2.0m。5、竖向向排水水通道道不仅仅起排排水、、减少少土体体排水水距离离及加加速土土体固固结的的作用用，而而且起起着传传递真真空度度的作作用。。实践践证明明塑料料排水水带效效果比比砂井井好。。6、真空空预压压区边边缘应应大于于建筑筑物轮轮廓线线每边边不得得小于于3m。7、真空空预压压最大大膜下下真空空度在在650mmHg(约86.7kPa)，膜下下真空空度达达到设设计要要求后后的预预压设设计不不宜低低于90d。8、真空空预压压加固固面积积较大大时，，宜采采取分分区加加固，，每块块预压压面积积应尽尽可能能大且且呈方方形，，分区区面积积宜为为20000~40000平米。。4地基固固结度度的计计算4地基固固结度度的计计算4地基固固结度度的计计算4地基固固结度度的计计算4地基固固结度度的计计算4地基固固结度度的计计算一级或或多级级等速速加载载条件件下，，当固固结时时间为为t时，对对应总总荷载载的地地基平平均固固结度度可按按下式式计算算：4地基固固结度度的计计算当排水水竖井井采用用挤土土方式式施工工时，，应考考虑涂抹对土体体固结结的影影响。。当竖竖井的的纵向向通水水量与与天然然土层层水平平向渗渗透系系数的的比值值较小小，且且长度度又较较长时时，尚尚应考考虑井组影响。。4地基固固结度度的计计算瞬时加载条条件下下，考考虑涂抹和和井组组影响时时，竖竖井地地基径向排水平平均固固结度度可按按下式式计算算：4地基固固结度度的计计算4地基固固结度度的计计算反映井井阻作作用影影响的的参数数的的表达达式为为：4地基固固结度度的计计算一级或或多级级等速加加载条条件下下，考考虑涂抹和和井阻阻影响时时竖井井穿透透受压压土层层地基基的平平均固固结度度可按按下式式计算算：5沉降计计算5沉降计计算5沉降计计算5沉降计计算6强度增增长计计算真空预预压荷荷载下下地基基强度度增长长值。。式中：：τft——t时刻该该点土土的抗抗剪强强度(kPa)△σz——真空预预压荷荷载引引起的的该点点的附加加应力力(kPa)，当计计算加加固土土层中中某深深度处处土的的强度度增长长值时时，△△σz用相应应深度度垂直直排水水通道道中真真空度度值。。Ut——在作用用下，，该点点土的的固结结度。。ψcu——相应土土层三三轴固固结不不排水水压缩缩试验验内摩摩擦角角（度度）τft=ττf0+△σz*Ut*tanψψcu承载力力：P≈5.52τft/K式中：：K———安全系系数，，取1.3~1.57施工方方法要保证证排水水固结结法的的加固固效果果，从从施工工角度度考虑虑，主主要应应重视视以下下三个个环节节：铺设水水平垫垫层、、设置置竖向向排水水体和和施加加固结结压力力。砂井成成孔的的典型型方法法有套套管法法、射射水法法、螺螺旋钻钻成孔孔法和和爆破破法。。灌入砂砂袋中中的砂砂宜用用干砂砂，并并应灌灌致密密实。。7施工塑料排排水板板插板板机塑料排排水板板地基基处理理塑料排排水板板施工工工艺艺流程程图塑料排排水板板施工工现场场真空预预压地地基处处理真空预预压管管网铺铺设真空管管网铺铺设真空系系统第第一层层土工工布铺铺设土工布布铺设设土工布布缝接接真空系系统双双层密密封土土工膜膜的铺铺设真空系系统土土工膜膜的密密封出膜连连接与与真空空系统统安装装出膜连连接出膜管管与真真空泵泵连接接试抽真真空8质量检检验排水固固结法法加固固地基基施工工中经经常进进行的的检测测项目目有孔隙水水压力力观测测、沉沉降观观测、、