《地基与基础工程》课件 3-4排水固结法处理地基

地基与基础工程学习项目三地基处理与加固04排水固结法处理地基

排水固结法

通过在地基土中采用各种排水技术措施(设置竖向排水体和水平排水体)，再分级加载预压，以加速饱和软黏土的排水固结，当地基土的固结度或强度达到规定要求后，卸去预压荷载，再建造构筑物的一种地基处理方法。排水固结法依据排水体系的构造及堆载方法的不同，一般可分为、天然地基堆载预压、砂井堆载预压、真空预压及降水预压等方法。前言一、天然地基堆载预压法

堆载预压

是在建筑物施工前，用与设计荷载相等(或略大)的荷载预先堆压在天然地基上，使地基软土得到压缩固结，以提高其强度和减少工后沉降量，待地基承载力、变形达到设计预期要求后，将预压荷载撤除，在预压后的地基上修建结构物的方法。堆载土石预压地基堆载砂袋预压地基二、砂井堆载预压法设置竖向、水平向排水通道，形成排水系统，缩短排水距离，以改善地基土的渗透性能，然后在砂垫层上部堆载，以增加地基土中附加应力，较快排出孔隙水，达到加速土体排水固结、提高软弱地基承载力之目的。二、砂井堆载预压法

适用条件：砂井预压法可用于深度大于3m的淤泥质土、淤泥和冲填土等饱和黏性土地基的处理。砂井形式普通砂井袋装砂井塑料排水板二、砂井堆载预压法1）砂井的布置范围砂井的布置范围应比基础底面面积大，一般由基础的轮廓线向外增加2～4m。2）砂井的平面布置、直径及间距砂井的平面布置可采用正方形或等边三角形。砂井的直径和间距主要取决于土的固结特性和施工期的要求。在达到相同的固结度时，一般缩短砂井间距比增加砂井直径效果要好。普通砂井直径可取300mm～500mm；袋装砂井直径可取70mm～100mm；

1.砂井的设计二、砂井堆载预压法

3）砂井的深度砂井的深度应根据桥涵对地基的稳定性和变形要求确定。对以地基抗滑稳定性为主要要求的结构，砂井深度至少应超过最危险滑动面2m。

对以沉降控制的桥涵，如压缩土层厚度不大，砂井深度宜贯穿压缩层。当压缩土层深厚时，砂井深度应根据在限定的预压时间内需消除的变形量确定。

二、砂井堆载预压法

1）普通砂井

普通砂井的施工工艺与砂桩大体相近，具体参照砂桩的施工工艺。2.砂井的施工二、砂井堆载预压法

2）袋装砂井袋装砂井的砂袋可采用聚丙烯或聚乙烯等长链聚合物编织制成。砂袋应具有足够的抗拉强度、耐腐蚀性，较好的透水性和耐水性，其渗透系数不应小于砂的渗透系数。应以中砂、粗砂灌入砂袋，并振捣密实，扎紧袋口。

二、砂井堆载预压法

袋装砂井施工一般采用导管式振动打设机械，其施工工艺流程为：整平原地面（清除地表）→测设放样（布桩）→机具就位→打入钢套管→沉入砂袋→拔钢套管→机具移位→埋砂袋头→摊铺砂垫层。二、砂井堆载预压法

袋装砂井施工时应注意以下事项：（1）砂宜以风干状态灌入砂袋，应灌制饱满密实，实际灌砂量不应小于计算值。（2）聚丙烯编织袋不宜长时间暴晒，露天堆放时应有遮盖，以防砂袋老化。（3）砂袋入井应采用桩架吊起垂直放入。应防止砂袋扭结、缩颈和断裂。（4）套管起拔时应垂直起吊，防止带出或损坏砂袋；当发生砂袋带出或损坏时，应在原孔的边缘重新打入。（5）砂袋顶部埋入砂垫层的长度不应小于0.3m，以保证排水的连续性。应竖直埋入，不得横置。一、砂井堆载预压法

3）

塑料排水板塑料排水板预压法是用插板机将塑料排水板插入待加固的软土中，然后在地基表面堆载预压，使土中孔隙水沿塑料板形成的通道向上经砂垫层排出，从而加速地基排水固结的方法。二、砂井堆载预压法塑料排水板通常可分为两类：多孔单一结构型复合结构型

二、砂井堆载预压法塑料排水板的施工应符合以下规定：

（1）塑料排水板不宜长时间暴晒，盘带露天堆放时应有遮盖，以防老化。

（2）套管桩靴和套管应配合适当，结合紧密、无缝，以免淤泥进入后增大塑料板与套管内壁的摩擦力，导致塑料板回带。可采用混凝土圆桩靴或金属倒梯形桩靴。混凝土圆桩靴适用于圆形导管，金属倒梯形桩靴适用于矩形导管。二、砂井堆载预压法（3）塑料排水板与桩靴连接时,宜采用穿过桩靴上的固定架之后，将板体对折不小于0.1m，连同桩靴--起塞入套管的方法。安装好桩靴之后，应等套管下落至桩靴与地面接触之后方可松手，确保桩靴与套管紧密结合。（4）塑料排水板需要接长时，应采用滤套内芯板平搭接的方法。芯板应对扣,凹凸对齐，搭接长度不宜小于0.2m；滤套包裹应采取可靠措施固定。（5）塑料排水板顶端埋入砂垫层的长度不应小于0.5m。一、砂井堆载预压法

袋装砂井、塑料排水板应按下表要求进行工程质量检验三、真空预压法是在拟加固的软土地基内埋设砂井敷设砂垫层，再覆盖不透气的封闭薄膜。通过埋设在砂垫层内的吸水管道用真空泵进行抽气，在膜内形成真空状态。当真空泵抽气时，先后在地表砂垫层及竖向排水通道内逐渐形成负压，使土体内部与排水通道、垫层之间形成压力差，在此压力差的作用下，土体中的孔隙水不断排出，从而使土体固结。三、真空预压法

真空预压的效果和密封膜内所能达到的真空度的大小有很大关系。

当地基土有充足的水源补给，且地下水大量流入时，由于不可能达到预期的负压，因此预压效果将会受到影响。因此，真空预压法主要适用于软黏性土地基。三、真空预压法施工工艺流程1）设置排水通道：在土体中埋设袋装砂井或塑料排水板和在软基表面铺设砂垫层。2）铺设膜下管道：将真空滤管埋入软基表面的砂垫层中。3）铺设封闭薄膜：在加固区四周开挖深达0.8～0.9m的沟槽，铺上塑料薄膜，薄膜四周放入沟槽，将挖出的黏性土填回沟槽，封闭薄膜。4）连接膜上管道及抽真空装置：膜上管道的一端与串膜装置相连，另一端连接真空装置。主管与薄膜连接处必须处理好，保证密封，以保持气密性。三、真空预压法5）打开真空泵正式抽气，施加真空荷载，测读真空度和沉降值，进行加载预压。6）沉降记录达到设计值，即可停止抽气，加载预压结束。当满足下列条件之一时,可停止抽气：（1）连续5昼夜实测沉降速率小于或等于0.5mm/d。（2）满足工程对沉降、承载力的要求。（3）地基固结度达到设计要求的80%以上。四、降水预压法

降水预压法是借助井点抽水降低地下水位，以增加土的自重应力，达到预压的目的。

其降低地下水位的原理、方法和需要的设备基本与基坑井点法排水相同。

降水预压法适用于渗透性