软土地基处理排水固结法施工技术及实践

排水固结技术DrainConsolidation地基处理技术TechnicalofSoilImprovement博士1概述排水固结法是对天然地基，或先在地基中设置砂井(袋装砂井或塑料排水带)等竖向排水体，然后利用建筑物本身重量分级逐渐加载；或在建筑物建造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一种方法。

适用于处理各类淤泥、淤泥质土及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的地基。适用范围：

排水固结法能解决软粘土地基的沉降和稳定问题。可使地基的沉降在预压期间基本完成或大部分完成，保证建筑物在使用期间不致产生过大的沉降和沉降差；同时可增加地基土的抗剪强度，提高地基的承载力和稳定性。排水固结法排水系统加压系统排水固结法的作用及系统组成水平排水垫层竖向排水体普通砂井袋装砂井塑料排水板堆载真空预压降低地下水位增加排水路径排水系统加压系统系统组成——排水系统系统组成——排水系统材料WickDrainssandgravel系统组成——排水系统VerticalWickDrainsVerticalWickDrainsHorizontalDrains水平排水体HorizontalDrains水平排水体系统组成——加压系统堆载桥头高填土堆载预压场地高填土堆载预压临时填土堆载预压Va撕cu各um渴C才on壳so抹li厦da糠ti贼on系统委组成——加压善系统真空谈预压FL询AS颗H根据住排水庭系统销和加柏压系罢统的歪不同言，排爷水固情结法川可分冰为堆载饭预压逗法、砂井(包括带袋装问砂井叹、塑熟料排赞水板侮等)堆载筋预压超法、真空班预压宅法、降低栗地下纹水位饰法和电渗弱法。排水喷固结林法的确种类堆载圾预压泳法和踢砂井王堆载蛋预压晓法唯晨一的暴区别彻在于红：前敲者的敲排水僚系统赛以天蛛然地握基土稍层本胡身为描主；们而后截者在恒天然延地基盛中还估人为举地增营设了疤诸如陕砂井大等排捡水系饭统。1.竟1排水刘固结倒法的先原理加貌固村软磨土勇层竖瓦向务排管水陡体排水并垫层水平援排水扁盲沟堆载跳预压胖法就野是用花填上耐等外仇加荷串载来栽增加妙总应疾力σ并使狸超静矛孔隙价水压振力u消散象从而茧增加书有效匀应力σ’的方渣法。亡降低裂地下撑水位悟和电挎渗排删水法贯是总鸭应力摔不变,减少消孔隙骨水压止力来夜增加严有效毛应力σ’的方碎法。排水竞固结扁法的贪原理1.站2排水漫固结唤法的棍应用深范围用于至处理速软粘冤土地狐基，腥是十笔分有狸效的氏方法惧。按照毫使用捆目的毫可以逐解决中两个逮问题沉降倚问题稳定在问题沉降以问题(s姨et姥tl钞em恒en双t矛pr灾ob阵le拔ms弄)采用悠竖向午排水纤固结档与不莲采用营竖向仿排水蓄固结殊的实测冷沉降-时间微曲线袜对比采用耻竖向赢排水枝固结目与不成采用乞竖向谦排水旗固结倘的实测梳沉降-时间遥曲线蓝对比不排冰水-等载踩预压飞排水-超载邪预压罪排水楼的沉抖降曲越线稳定连问题(s搁ta报bi愁li谨za确ti尺on争p离ro议bl罩em苏s)地基希间歇毒式加屑荷的蓬应力巡寿路径竖向炼排水那提高司边坡必稳定盯性预压歼法是世以事共先完信成的稳沉降狸和由趋于固崖结使生地基圈强度趟增长卧的两针个要伍素为若目标驻的，滥这种蛾加固是方法枪成立厘的背叔景，势是以瘦具有答饱和耽粘性建土地燥基由欲于固碰结而赵增加恶强度冲，以邀及所督谓一仁旦地对基固要结沉闸降，攻即使摔卸掉讽荷载赵实际娘上也悟不恢多复原融来状寺态这雾两种板条件侮而构短成的威。2堆载足预压小法设勾计计阻算2.蔑1堆载纱预压用的计虽算步乘骤1.利用际地基喝的天舍然抗豪剪强考度计伐算第铺一级故容许纸施加蚁的荷漂载p1。对长鞠条梯质形填赢土，辜可根逝据Fe诊ll特en兼iu食s公式俗估算面，即候：2.计算沉第一双级荷滥载下饶地基披强度越增长笼值。通常职假设耻地基电的固幕结度屋为70％，乓然后赛计算铲出强敢度增御长量梁；η为考渠虑剪产切蠕袍变的蓬强度暖折减里系数泉。基本察思想软粘愚土抗津剪强键度低豪，进街行堆迷载预瓜压时受，不灯能快辛速加戒载，肿只能旦分级颂逐渐票加载脸，待贩前级置荷载哄下地盒基强燥度增垫加到指足以拦加下叔一级腿荷载第时，浆才可仆施加龄下一昼级荷范载。3.计算p1作用纠下达版到所饲定固吊结度膏所需逼要的令时间奴。达到腾某一买固结访度所登需时聚间可偷根据遭固结响度与易时间役的关毕系求位得。蹄这一禽步计诸算的尚目的抹是确佛定第惨一级信荷载往停歇离的时含间，片亦即栋第二瘦级荷公载开沫始施猜加的严时间子。4.根据炸第2步所蜻得到躲的地长基强匆度τf1计算宝第二林级所待能施鼠加的忍荷载p2，即同样睛求出搅在p2作用刷下地而基因亮给度临达70％时轻的强炼度以弓及所象需时黎间，漂然后葡计算箭第三穗级所固能施烤加的荡荷载百。依荷次可颤计算喉出以尺后各梅级荷昌载和忍停歇拖时间曲，初圈步的曲加荷虫计划烘也就份确定谋下来辰。5.对按盆以上番步骤率确定鱼的加浆荷计凤划进鸣行每骗一级闪荷载苏下地盖基的械稳定犯性验疏算。如稳召定性筛不满镰足，压则调异整加验荷计脸划。6.计算给预压自荷载南下地菜基的撇最终今沉降缴量和止预压唇期间讨的沉聚降量充。这一鞭项计竿算的本目的晋在于依确定汉预压崭荷载势卸除吊的时递间，惯这时底地基洒在预承压荷畅载下或所完贱成的群沉降槽量已友达设婶计要飞求，印所剩害留的漏沉降抢为建期筑物精所允允许。2.捞2超载点预压实际恒工程振中还棉往往闸采用贸超载际预压纲方法浓来消除祝主固截结沉跃降，但以缩腿短预哄压时喘间。预脊压期竞间任挽一时遣刻地寨基沉挺降量馒可表乳示为撇：（1）确冈定所塔需的筝超载黎压力仙值ps以保拆证在晚使用项荷载pf作用斧下预依期的友总沉题降量旦在给报定的梦时间跨内完哀成；（2）确嘴定在舰给定重超载故下达喂到预逃定沉在降量廉所需挣要的计时间颠。对沉介降有纷严格哪限制增的建舌筑物占，应闹采用厨超载松预压忠法进叨行处郊理，桶经超闷载预王压后车，如循受压均土层血各点难的有帐效竖歉向应晕力大饭于建疑筑物赏荷载坟引起维的相叮应点袍的附虫加总耽应力萍，则恒今后帐在建醋筑物才荷载挑下，捕地基乎土将枝不会遮再发虏生主洽固结令变形映，而弓且将胸减小加次固板结变顽形，牺并推基迟次盯固结拣变形礼的发蛇生为了城消除温永久拳性荷斥载下慎的固液结沉顾降，控只要赚将超翼载保圆持到毒时间tsR时刻韵，以奏使超睡载作浮用下冻，地金基的首固结悟沉降必量等顷于永梢久荷敏载下佣的最坊终固临结沉四降，毯即ssR＝sf，为了邪消除乎超载滑卸除旨以后唉继续瓜发生构的主损固结亏沉降码，超稍载应猾维持径到使谎上层差中间事部位振的固蹈结度Uz（f+铸s）达到沟下式牵要求耐：超载婶预压星的标车准该方地法要瓣求将针超载背保持再到pf作用湿下所辜有点龙都完框全固轨结为省止，绣这时衡土层戴的大牛部分卫将处胞于超山固结源状态虚。因绳此，爆这是凳一个例安全昂度较坦大的锤方法讨，它提预估棒的ps值或新超载我时间裳都大针于实非际所杨需的齿值。对于详有机球质粘奔土、牵泥炭蹲上等弯，其括次固亭结沉申降是六重要拥的，赠采用峰超载蚂预压宰法对佩减小再永久役荷载者下的抹次固置结沉犁降有腥一定部效果新。超载臭预压谁排水旨与动折力置绕换相查结合3砂井派排水召固结犹设计芳计算丹尼膏尔.莫兰（Da款ni点el必.E内.M按or痕an）最早鬼（19拐25年）侦将垂宫直砂嫂井用骄于土伙的深灵层加润固，19填26年获冶得专撞利。Sa拾nd兵D剥ra摄in毒s3.欧1砂井判设计砂井解地基预的设努计工宁作即亦为选择屋适当印的砂薪井长夺度、究直径舟、间织距、傅以及梳形成为有效是的砂辽井排梳水系劈燕统所玩需的愚材料窑、砂旋垫层砍厚度魂等，以揉随地岂基在思批载王预压汁过程误中，氧在预慈期的茄时间生内，屿达到射所需含要的悠固结塌度(通常至定为80％)。1．砂珍井直克径和木间距常采掏用“细而娇密”原则赛。一般半砂井谅直径汗：30另0~定40粘0m石m；间叼距：6~病8倍井耻径。袋装顺砂井绍直径乌：70拘~1长20队mm；间贫距：15洪~3黎0倍井唇径。2．砂偷井长补度根据章现场带各种雪因素照定。避（土贞层厚面、有佩无透丸水层命、压奴缩层环厚度影、承邮压水跟、稳抬定控仿制、品沉降胶控制和量等核）一扩般10到~2径5米。3．砂清井排虹列正三俱角形国排列正方哑形排塑列排水流路径lldede4.砂井清的布落置范起围:大出疮基础壳轮廓肢线2~矩4m。5.砂垫填层在砂事井顶钥面应朋铺设经排水徐砂垫论层，藏以连斩接砂尝井，尸引出灶从上鞠层排少入砂痒井的意渗流艇水。质砂垫已层的锁厚度准一股龄为0.斩3~辆0.隙5m温(水下析砂垫锻层厚慎度为1.皇0m左右)。如检砂料模缺乏南，可边采用滑连通较砂井情的纵察横砂旧沟代峰替整凳片砂顺垫层鹊。ho充ri靠zo衔nt读al颗d嘴ra猴in策s期ys乞te福m哪is腿i但ns左ta桐ll祥ed钟t迈o抱co旦ll耻ec爬t旅wa轨te叫r弊sq佩ue塔ez融ed斥i嗽nt卖o刮th术e拨cr怀us谅he张d魄st叛on幅e统bl世an耗ke攻t.倚jp捕gHo熟ri问zo芽nt剂al葛d哥ra删in蠢s圆ar使e戚in都st巾al掌le许d复in攀s技an停d蠢bl叨an摇ke偏t茎to盒c疫ol秃le优ct俗w絮at侨er醒t共o氧be仅d语is身ch惕ar浑ge蜂d哑fr技om浑v瓜er交ti俘ca惜l膝dr箱ai失ns申.j锣pgHe按av看y爪cl遭ay禾i螺s叙pl泼ac帅ed页a储to骆p蒙ve自rt废ic社al兆a后nd觉h济or虚iz争on衫ta旧l嗓dr柔ai馒n灶sy促st虫em辈s早to秃s狸qu饿ee逼ze律w挠at躬er悲o辱ut币o嘴f坟th京e窑bo警g陷an稍d施co允mp鸡ac呜t初th牛e删so布ft摩s仁ub剃so户il壳s3.熟3砂井偷地基备固结造度的投计算1．瞬选时加裁荷条裕件下誓砂井娇地基担固结束度的行计算19即40少~1耽94屑2年，汽巴伦辣（Ba宪rr图on）根筋据太追沙基趟固结每理论汪，提浪出砂秋井的袄设计迹计算磁方法轮。固结桂微分泪方程骂：根据匀卡里鸦罗理剥论：殊任意钟一点泡的孔荷隙水疾压力u有如定下关螺系：用固鼠结度寸表示趋为：竖向然固结什度由辱太沙盾基一疯维理梁论计蹦算。径向搏固结瞎度等船应变险条件绒下用曾下式槽：井径饰比总固庸结度诱（大晴于30刚%时）肾：故2．逐笼渐加匪荷条荡件下姨地基磁固结还度的太计算目前鞭常用慨的有太沙促基修皇正法和曾呼国熙者提出游的改进浮的高鸦木俊兰介法，理余论上餐可以副证明婆，前蛾者是瘦近似音的，肉而后形者是妙精确鉴的。费改进令的高喇木俊金介法拍通常短将实诉际荷持载简离化为汉多级词等速盘加荷尼，最互常用育的公烧式为霸；3.工4地基瓜抗剪尼强度响增长昂的预德计曾国肢熙19喂75，19丈8l年提律出：式中η为考监虑剪炕切蠕股变及亭其他颜因素食对强由度影授响的地折减躺系数桨。4真空扯预压转法真空拔预压爱法是先稼在需养要加叠固的再软土冻地基沿表面叨铺设蜓一层达透水既砂垫酬层或当砂砾燥层，捏再在傍其上近覆盖瓦一层露不透起气的慰塑料狡薄膜筹或橡平胶布忧，四脱周密瓜封好仗，与床大气艺隔绝牲，在缝砂垫笛层内吹埋设丙渗水肢管道葛，然岛后与拼真空翠泵连线通进摧行抽敲气，洗使透惩水材括料保由持较披高的认真空葵度，祖在土粗的孔女隙水倡中产耍生负狸的孔占隙水茧压力倡，使券土中米孔隙拖水和锄空气散逐渐阅吸出离，从岂而使触土固酸结。适用西范围罪及其宏原理适合称：饱和坟均质译粘性办土及扩含薄柔层砂货夹层局的粘傅性土玻，特猎别适犯合于新吹宿填土其、超大软地宴基的警加固不适吴合：加固舰范围横内有道足够冤水源拐补给除的透谷水土链层，奔无法箱堆载恭的倾斜地奖面和敢施工平场地悄狭窄惜等场炎合基本殃原理工作润原理处理餐效果咬数据真空岭预压产法设唐计1、膜胆内真肃空度根据卸国内谈一些灯工程猫的经触验，斯膜内孕真空灾度一怕般可缺维持60恭0文mm荡Hg左右(8唉0k构Pa剃)，可毫作为励最低翁膜内懂设计踏真空裤度2、加凉固区锡内要换求达扣到的增平均舞固结威度一般歌开采宫用80旋%的固糟结度喊，如约工期之许可惑，也建可采脂用更欣大一渴些的撑固结粪度作是为设竟计要槽求达育到的截固结堵度3、竖画向排萝水体一般巾采用但袋装记砂井夕或塑开料排缠水带降。注意若不据设竖兔向排枣水体裙