学习单元九排水固结法课件

2025/4/221学习单元九排水固结法排水固结法原理：通过对天然地基施加一定荷载，或者先在地基中埋设竖向排水体，再施加荷载作用，从而使土体中的孔隙水逐渐排出，发生固结沉降变形，同时使土体强度逐渐提高的过程。

系统组成:加载系统、排水系统解决问题：沉降和稳定2025/4/222排水固结法系统构成2025/4/223排水固结法排水原理2025/4/224排水固结法任务组成堆载预压法砂井法袋装砂井法塑料排水板法真空预压法真空联合堆载预压法2025/4/225工程背景——设计标准淮盐高速公路淮安某合同段全长7.35公里，设计为双向4车道，全封闭全立交，设计行车速度120km/h。全段均采用整体式路基，路基宽度28m。学习任务1堆载预压法2025/4/226工程背景——工程地质情况该合同段路线跨越的主要工程地质区为里下河古泻湖平原区。该区地质情况为：上部:软塑状-流塑状粘土，厚度5～8米；中部:灰色、灰黑色流塑-软塑状淤泥及淤泥质土为主，厚度变化较大，为0.8～20.5米不等，土质含水量较大（局部地段可达80%以上），孔隙比大，具高压缩性；下部:灰色软塑-流塑状亚粘土、粘土，土质较均匀。不良地质体:软土、膨胀土地基。2025/4/227工程背景—特殊地基处理该合同段特殊路基处理，长度约5.9889km。预压段处理路基326.7m，结构物桥头段预压处理长度为1.111km；沉降预压土方43251m3，预压期为270天。粉喷桩处理路段4546.7m，设计粉喷桩数量为798030延米；水泥深层搅拌桩处理路段1115.5m，设计水泥搅拌桩共计389983.5延米。砂垫层总方量5166m3，土工隔栅12916m2。2025/4/2282．预压段施工基底清表铺设一层双向土工格栅埋设沉降观测桩5%灰土填筑9093区6%灰土填筑95区8%灰土填筑95区预压土填筑预压土卸载预压期270天基底铺设50㎝厚碎石垫层2025/4/2292．预压段施工2.1施工准备2.2场地清理2.3回填50cm厚碎石垫层2.4石灰土填筑2.5预压段填筑卸载2025/4/22102.1施工准备2.1.1技术准备2.1.2现场准备2.1.3施工机械进场2.1.4材料准备2.1.5建立测量控制网2.1.6试验段施工2.1.7开工报告2025/4/22112.1.1技术准备图纸会审工作：施工单位进场后，一般由项目总工组织工程技术人员，认真学习施工图纸和有关设计文件，熟悉了解设计意图，明确设计要求，注意发现设计本身的问题及设计与施工发生矛盾的问题，并重点会审如下内容：(1)施工图纸等技术文件是否完整清晰、图纸说明是否齐全、准确，有无矛盾和问题等；(2)各专业图之间，图与表格（包括说明）之间的规格、型号、材质、数量、标号、坐标、标高等数据是否一致；是否存在错、漏、缺等问题；大样图是否齐全，是否与所示的部位尺寸、标高等数据一致。2025/4/22122.1.2现场准备(1)障碍物排察及四通一平同业主一道搞好红线及临时征地线内的障碍物及结构物位置、标高、夹角等排察，以便工程的开展，同时搞好施工现场通水、通电、通路、通讯及平整场地

(2)原地面复测会同监理工程师进行现场原地面复测，复测后方准进行清表，整平作业。(3)核对勘察资料工程地质及地质水文资料是最终确定施工方案的最基本资料，因此，需根据业主提供的勘察资料进行认真分析、研究。必要时进行钻孔勘察，以对原始资料进行核对。2025/4/22132.1.5建立测量控制网业主组织交桩后，立即对测量控制点进行复测，并根据施工总平面布置，对测量控制点进行加密，测量结果报监理工程师批准后，用于工程控制。2025/4/22142.1.6试验段施工根据现场条件，选择100～200m路段为试验段，按设计要求的路堤填料进行铺筑。试验段应记录各压实设备的类型、最佳组合方式、碾压遍数、速度及其压实指标，每层材料的松铺厚度、含水量及各种填方材料的施工工艺。试验段结果上报监理工程师，经批准后即做为本合同的施工依据。2025/4/22152.1.7开工报告各项准备工作就绪，将开工报告报送监理工程师，批准后方可开工。2025/4/22162.2场地清理(1)将路基用地范围内的原地面以下10～30㎝内的草皮、农作物根茎、树木等清除，弃于指定弃土区内。(2)拆除永久性征地范围内的旧路面、桥梁、房宅等构造物和其他水井等障碍物，经监理工程师现场确认后，对拆除后的坑穴回填、分层夯实。(3)在穿越鱼塘的路段，在清表前先在路基两侧边沟位置处开挖排水沟（1.5×0.8m），挖出的土在排水沟内侧做纵向围堰，在路基范围内设立集水井和集水沟，将水排出路基2025/4/22172.3回填50cm厚碎石垫层回填砂或碎石垫层施工参考浅层处理法中砂垫层施工工艺。在回填完砂或碎石垫层后，再在其上铺设一层双向土工格栅。2025/4/2218某路段土工格栅铺设现场2025/4/22192.4石灰土填筑2.4.1石灰消解2.4.2填筑土含水量控制2.4.3土的砂化2.4.4灰土的拌和和碾压2025/4/22202.4.2填筑土含水量控制由于该合同段土场均为高液限粘土，含水量高，为降低运往现场土的含水量，除在土场设置纵横向集水沟和集水井外，还应重点进行备土工作，利用该工段取土深度小，面积大的优势，大面积地进行备土。2025/4/22212.4.3土的砂化掺灰处理:分两次掺加的工艺在取土场，利用备土掺入生石灰，掺灰量为设计总掺灰量的40%左右，用挖掘机对其翻拌后打堆闷料，闷料时间控制在2～3天。拌和料运至路基上摊铺、粗平、达到松铺厚度后，进行打格布灰，掺加剩余石灰剂量。施工中，若土场备土含水量接近最佳含水量时，则在路基上一次掺入消解石灰。2025/4/22222.4灰土的拌和和碾压灰土拌和：采用旋耕犁和路拌机，为控制填筑土的含水量，需用三铧犁进行翻晒。碾压：采用振动和光轮压路机，碾压时应先两边再中间，不同碾压遍次相互错压半个轮迹。2025/4/22232.5预压段填筑卸载预压段施工：按规范要求分层填筑，分层压实，填筑到预压设计高度，进入预压期。预压段卸载：当达到设计要求的沉降量，运走超出设计标高的多余土方，重新对路槽表面进行整修压实，并满足规范及设计要求。2025/4/22243．预压段施工注意事项（1）严格控制填土速率施工应采用“先快后慢”的填土速率；路基填高度3m以内：填土速率控制在0.1～0.15m/d高度超过3m时：填土速率控制在不大于0.10m/d如发现沉降速率或路堤侧向位移量异常时,应停止填土，并分析原因。2025/4/22253．预压段施工注意事项（2）加强施工观测和质量检测施工观测包括沉降观测和稳定观测位移边桩：钢管或钢筋混凝土预制桩，桩长不得小于150cm，埋入地基的深度不小于140cm，可采用打入或开挖埋设，埋置后的边桩必须稳固沉降及位移观测观测：采用红外线测距仪。沉降速率每天不大于10mm，水平位移速率边桩控制在每天不大于3mm如发现沉降或水平位移位骤增，超过控制标准，应分析原因，并上报监理工程师，采取减缓填筑或暂停填筑，待满足控制标准以内才可继续上一层的填筑。2025/4/2226二、堆载预压法定义、加固机理堆载预压法：指在建造建筑物以前，通过临时堆填土石等方法对地基加载预压，达到预先完成部分或大部分地基沉降，然后撤除荷载，再建造建筑物的施工方法。堆载预压分类：超载预压、等载预压。2025/4/22272．堆载预压加固机理

在荷载作用下，土层的固结过程就是超静孔隙水压力(简称孔隙水压力)消散和有效应力增加的过程。根据饱和土有效应力原理：用填土等外加荷载对地基进行预压，是通过增加总应力并使孔隙水压力消散而增加有效应力的方法。2025/4/22283．堆载预压加荷方式堆载预压加荷主要解决的问题为：堆载预压的计划堆载材料的选用超载预压等载预压多级加荷单级加荷2025/4/2229分级加荷的原因

在软土地基上填筑的路基，由于软土地基抗剪强度低，无论是直接填筑路基还是进行堆载预压，往往都不可能快速加载，而必须采用分级逐渐加荷，待前期荷载下地基强度增加到足已加下一级荷载时方可加下一级荷载。2025/4/2230分级加荷的计算步骤

（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荷载p1

(2)计算在第一级荷载下地基强度的增长值。在荷载作用下，经过一段时间预压地基强度会提高，提高以后的地基强度为:2025/4/2231分级加荷的计算步骤(3)计算p1作用下达到所确定固结度与所需要的时间。(4)根据第二步所得到的地基强度计算第二级所施加的荷载:(5)按以上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。(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，估算工后沉降量，最终确定预压荷载的卸荷时间。2025/4/2232三、堆载预压法施工1.施工机械设备:挖掘机、推土机、自卸汽车备土沉降观测分级沉降稳定最终沉降稳定卸荷铺土工布分级堆载2025/4/2233施工注意事项（1）预压材料不得使用淤泥土或含垃圾杂物的填料。（2）预压荷载不应小于设计荷载。（3）预压土的堆载宽度和坡度符合设计要求。（4）堆载预压过程中保护好沉降观测设施，当有损坏时应及时恢复。（5）设计预压地段路堤先安排施工（6）预压土方底面应铺一层土工布，防止预压土污染填筑好的路基。（7）当堆载预压时间达到设计要求后，应根据观测资料和工后沉降推算结果，合理确定卸载时间。2025/4/2234堆载预压施工检测对每级加载完成后，应检查堆载范围及边坡坡度是否与施工图一致；在堆载过程中，应定期观测路基的竖向沉降及侧向位移，从而控制堆载的填筑速度。一般沉降控制标准为15mm/天，水平位移控制标准为3mm/天。在施工中应注意对沉降监测标志的保护，一旦损坏，应立即修复、补测。2025/4/2235施工过程记录详细记录：每级堆载的开始时间及加压量，确保堆载预压的加压量和加压时间满足设计要求。记录每级的加载速率：要求加载速度应控制在