《排水固结》PPT课件

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1、4.排水固结DrainConsolidation（PreloadingMethod）地基处理NewTechnicalofSoilImprovement排水固结法4.1.概述4.2.排水固结法加固机理4.3.预压排水固结设计计算4.4.真空预压法4.5.排水固结法施工4.6.效果检验4.1.概述1.排水固结法是对天然地基，或先在地基中设置竖向排水体，再利用建筑物本身重量逐渐加载；或在建筑物建造前在场地上先行加载预压，使土体中的孔隙水排出，逐渐固结，地基发生沉降，强度逐步提高的方法。该法常用于解决软粘土地基的沉降和稳定问题，可使地基的沉降在加载预压期间基本完成或大部分完成，使建筑物在使用期间

2、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，从而提高地基的承载力和稳定性。2.排水固结法的构成由排水系统和加压系统两部分共同组成。排水固结排水系统加压系统竖向排水体水平排水系统普通砂井袋装砂井塑料排水带砂垫层堆载法真空法降低地下水位法电渗法联合法3.竖向排水材料类型(1).塑料排水带塑料排水带的宽度一般为100mm，厚度3.5～4mm.(2).砂井砂柱为软土提供了排水通道。塑料排水带VerticalWickDrains截面：芯板为并联十字型而组成口琴状。滤膜：长纤热扎无纺布，渗水性能极为优良芯板：聚丙烯(PP)和聚乙烯(PE)混合掺配制袋装砂井插板机3.排水固结的适用范围适

3、用于各类淤泥、淤泥质土及冲填土等饱和粘性土地基。4.排水固结的应用条件必须有预压荷载有足够的预压时间有适用的土类4.2.加固机理4.2.1.堆载预压加固机理1.什么是堆载预压：在软粘土地基上，先施工加荷载，使土层产生相当的压缩固结，然后将预压荷载卸掉，进行建筑物施工，即可增加地基强度，减少建筑物建成后的沉降量。2、土的固结过程：土层的固结过程就是孔隙水压力消散和有效应力增加的过程。即：也是土体密度和强度随时间而增长的过程。4.2.加固机理3、总应力σ、有效应力σ＇、孔隙水压力ｕ三者间关系什么是有效应力当荷载作用于饱和土体时，这些荷载是由土颗粒和孔隙水共同承担的。通过土粒间接触点传递的粒间

4、应力称有效应力；通过孔隙水传递的应力称为孔隙水压力。σ＇＝σ－ｕ此时的固结度U表示为：σ＇U＝ｕ↘0u=1完全固结σ＇＋ｕ饱和土加荷后其固结过程可分三种情况（1）、荷载施工加开始瞬间：ｔ＝0时，ｕ＝σ，σ＇＝0，U＝0（2）、渗流过程中：0＜ｔ＜∞时，ｕ＋σ＇＝σ，0＜U＜1（3）、渗流终止时：ｔ＝∞时，ｕ＝0，σ＇＝σ，U＝1（固结完成）为了加速固结，在天然地基中设计垂向排水体。在实际的工程中设置砂井，包括袋装砂井、塑料排水带等。竖向排水情况砂井地基排水情况水平砂垫层砂井堆载预压法堆载排水砂垫层排水砂井软土层砂井堆载预压排水固结示意图堆载产生超静水压力排水固结法的原理加固软土层竖向排水

5、体排水垫层水平排水盲沟系统组成——排水系统4.2.2.真空预压加固机理1.真空预压概念设砂垫层＋垂直排水管道＋封闭膜＋水平吸水管道　　抽真空2.加固机理：通过抽真空，在膜的内外形成压差，使土体中的孔隙水不断排出，从而使土体固结。真空预压原理主要表现在三个方面；(1).薄膜上面承受等于薄膜内外压差的荷载。(2).地下水位下降，附加应力相应增加。抽气前后地下水位降低，此范围内土体由浮重度变为湿重度，土体固结压力增加。(3).封闭气泡排出，土的渗透性加大。铺设滤水管竖向与水平排水管的连接方式1.理论上,真空预压法可产生的最大荷载为：(A)50kPa(B)75kPa(C)80kPa(D)100k

6、Pa(E)120kPa【解】理论上，当地基达到完全真空时，可产生1个大气压即100kPa的预压荷载。2.工程实际中,真空预压法可产生的最大荷载约为：(A)50kPa(B)70kPa(C)85kPa(D)100kPa【解】理论上，当地基达到完全真空时，可产生1个大气压即100kPa的预压荷载。但在实际工程中，根据目前的技术能力，使地基达到完全真空是不可能的，一般能达到85～90kPa。4.3、设计与计算设计预压固结的方法的基本要求：（1）、加固期限量短；（2）、固结沉降要快；（3）、充分增加强度；（4）、注意安全：预压排水固结设计与计算一、加压系统设计土质情况：单级加荷和多级加荷；堆载材料

7、：自重预压、加荷预压和加水预压。计算步骤：首先用简便的方法确定一个初步的加荷计划，然后校核这一加荷计划下的地基的稳定性和沉降。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。据斯开普顿极限荷载的半经验公式作为初步估算，即：对饱和软粘土也可采用下列公式计算：对条形填土，可根据下面公式估算：Cu-天然地基不排水抗剪强度K-安全系数；1.1~1.5γ—土的重度D—基础的埋深2、计算第一级荷载下地基强度增长值在荷载作用下，经过