地基处理之排水固结课件

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1、排水固结法一概述二排水固结法加固机理三预压排水固结设计计算四真空预压法五排水固结法施工六效果检验一概述1.软土的工程特性在我国沿海及内陆分布着大量的软土，其特点是含水量大，压缩性高，透水性差及强度低。在这些地基上进行工程建设，会产生较大的沉降和沉降差异，且这种沉降会持续较长时间，严重影响建筑物的正常使用，所以就需要对其进行地基处理。预压排水固结法就是处理这种软基的一种有效方法。2.排水固结法组成排水固结法主要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

2、砂垫层堆载法真空法降低地下水位法电渗法联合法塑料排水带是由不同截面形状的连续塑料芯板外面包裹非织造土工织物（滤膜）而成。芯板的原材料为聚丙烯、聚乙烯或聚氯乙烯。芯板起骨架作用，截面形成的纵向沟槽供通水之用，而滤膜多为涤纶无纺织物，作用是滤土、透水。塑料排水带的宽度一般为100mm，厚度3.5～4mm.砂井是用造孔机械在平面上按一定间距和布置方式(常为正方形或梅花形分布)造孔(一般穿过软土层)，同时填入砂料，形成砂柱。砂柱为软土提供了排水面，排入砂柱的水向上进入地面的砂垫层，再沿水平方向排走。3.排水固结法的适用范围

3、排水固结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。但砂井只能加速主固结而不能减少次固结，对有机质土和泥炭等次固结土，不宜只采用砂井法。克服次固结可利用超载的方法。真空预压法适用于能在加固区形成(包括采取措施后形成)稳定负压边界条件的软土地基。降低地下水位法、真空预压法和电渗法由于不增加剪应力，地基不会产生剪切破坏，所以它适用于很软弱的粘土地基.4.排水固结法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预压法处理地基分为堆载预压和真空预压两类，降水预压和电渗

4、排水预压在工程上应用甚少。堆载预压分塑料排水带或砂井地基堆载预压和天然地基堆载预压。通常，当软土层厚度小于4m时，可采用天然地基堆载预压法处理，软土层厚度超过4m时，为加速预压过程，应采用塑料排水带、砂井等竖井排水预压法处理地基。对真空预压工程，必须在地基内设置排水竖井。当软土层含较多薄粉砂夹层时，在满足工期要求情况下，可不设置排水竖井。二排水固结法加固机理（一）堆载预压加固机理概念是指在饱和软粘土地基上施加荷载后，孔隙水被缓慢排出，孔隙体积随之逐渐减少，地基发生固结变形。同时随着超静水压力逐渐消散，有效应力逐渐提

5、高，地基土强度逐渐增长。2.理论基础堆载预压法的理论基础是土力学中地基土层压缩和固结理论。根据压缩与回弹实验可知，地基土在压力作用下，孔隙减小，自由水排出，土体被压缩，其强度和密实度随之增长。而当压力卸除后，地基土会产生卸荷回弹，其回弹量小于压缩量。当地基土再次加上与第一次相同的荷载后，地基土会再次产生压缩，但其压缩量会大大小于第一次加荷时的压缩沉降量。abcd为第一次压缩曲线；cef为卸荷回弹曲线；fgc’为再压缩曲线。Δe>>Δe’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

6、加的过程。如地基内某点的总应力增量为Δσ，有效应力增量为Δσ’，孔隙水压力增量为Δμ。则三者满足以下关系：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。地基土层的排水固结效果与排水边界有关。根据固结理论，在达到同一固结度时，固结所需的时间与排水距离的长短平方成正比。所以，为了加速固结，最为有效的方法是在天然土层中增加排水途径，缩短排水距离，在天然地基中设计垂向排水体。在实际的工程中就是设置砂井，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

7、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思考可克服次固结的方法有哪些?(A)砂井法(B)堆载法(C)真空预压(D)超载法（二）真空预压加固机理概念真空预压法是在加固的软土地基表面先铺设砂垫层，然后埋设垂直排水管道，再用不透气的封闭膜使其与大气隔绝，薄膜四周埋入土中，通过砂垫层内埋设的吸水管道，用真空装置进行抽气，使其形成真空，增加地基的有效应力。当抽真空时，先后在地表砂垫层及竖向排水通道内逐步形成负压，使土体内部与排水通道、垫层之间形成压差。在此压差作用下，土体中的孔隙水不断由排水通

8、道排出，从而使土体固结。真空预压法最早是瑞典皇家地质学院W.Kjellman教授于1952年提出，但因密封问题未能解决，加固机理的研究进展也小，所以一直到80年代我国才把该技术大量运用于工程实践。（二）真空预压加固机理2.预压法加固原理薄膜上面承受等于薄膜内外压差的荷载。抽气前薄膜内外承受一个大气压，抽气后薄膜内气压逐渐下降，首先是砂垫层后砂井，由于土体与砂