地基处理--排水固结

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1、排水固结DrainConsolidation地基处理GroundImprovement余闯1概述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。排水固结法是由排水系统和加压系统两部分共同组合而成的。排水固结排水系统，主要在于改变地基原有的排水边界条件，增加孔隙水排出的途径，缩短排水距离。该系统是由水平排水垫层和竖向排水体构成的加压系统，是指对地基施行预压的荷载，它使地基土的固结压力增加而产生固结。其材料有固体(

2、土石料等)、液体(水等)、真空负压力荷载等。排水系统加压系统根据排水系统和加压系统的不同，排水固结法可分为堆载预压法、砂井(包括袋装砂井、塑料排水板等)堆载预压法、真空预压法、降低地下水位法和电渗法。堆载预压法和砂井堆载预压法唯一的区别在于：前者的排水系统以天然地基土层本身为主；而后者在天然地基中还人为地增设了诸如砂井等排水系统。排水固结法的种类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黏性土地基。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

3、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黏土地基。排水固结法的应用条件必须指出，排水固结法的应用条件，除了要有砂井(袋装砂井或塑料排水带)的施工机械和材料外，还必须要有：①预压荷载；②预压时间；③适用的土类等条件。预压荷载是其中的关键问题，因为施加预压荷载后才能引起地基土的排水固结。然而施加一个与建筑物相等的荷载，这并非轻而易举的事，少则几千吨，大则数万吨，许多工程因无条件施加预压荷载而不宜采用砂井预压处理地基，这时

4、就必须采用真空预压法、降水预压法或电渗排水等等。1.1排水固结法的原理加固软土层竖向排水体排水垫层水平排水盲沟堆载预压法就是用填土等外加荷载来增加总应力σ并使超静孔隙水压力u消散从而增加有效应力σ’的方法。降低地下水位和电渗排水法是总应力不变,减少孔隙水压力来增加有效应力σ’的方法。堆载预压加固法的原理真空预压加固原理真空排水预压法加固软土地基的方法是属于排水固结法的一种。运用真空排水预压法加固软土地基时，一般来说：先在欲加固的软土地基上按一定间距打设塑料排水板或袋装砂井（统称垂直排水通道）；在地面上铺设一定厚度的砂垫层；将不透气的薄膜铺设在砂垫层上；

5、借助于埋设在砂垫层中的管道，通过抽真空装置将膜下土体中的空气和水抽出。最终使土体得以排水固结，土体的强度同时也得到增长，达到加固的目的。真空排水预压法是由排水系统和加压系统两部分共同组成：真空预压加固原理水平排水体真空排水固结排水系统加压系统垂直排水体——抽真空装置——砂井、袋装砂井、塑料排水板、钢丝滤管——砂垫层、土工合成材料真空排水预压法加固软基的示意图基本原理真空－堆载联合预压示意图VACUUMPRELOADING沉降问题：使地基的沉降在抽气加载预压期间大部分被消除（一般是80％）或基本消除，建筑物在使用期间不致有过大的沉降和沉降差。适用于对工后

6、沉降要求较高或较敏感的集装箱堆场、大型仓库、冷藏库、斗轮机轨道、飞机跑道、道路桥头段等。稳定问题：加固能加速地基土的抗剪强度的增长，从而提高地基的承载力和稳定性。应用此法可以加速地基土抗剪强度增长、缩短工期的工程。1.3排水固结法的关键问题沉降问题(settlementproblems)采用竖向排水固结与不采用竖向排水固结的实测沉降-时间曲线对比采用竖向排水固结与不采用竖向排水固结的实测沉降-时间曲线对比不排水-等载预压排水-超载预压排水的沉降曲线稳定问题(stabilizationproblems)地基间歇式加荷的应力路径竖向排水提高边坡稳定性系统组

7、成——排水系统系统组成——排水系统材料WickDrainssandgravel系统组成——排水系统VerticalWickDrains排水板（带）是一种复合型结构的产品，中间是挤出成型的塑料芯板，是排水带的骨架和通道，其断面呈并联十字，由35条筋，34条槽组成，宽100MM，厚3.5-6.0MM。芯板外部包覆化纤无纺布，它起着隔土滤膜作用。主要指标参数注：Kg-为滤膜的渗透系数，Ks-为地基土的渗透系数SPB为塑料排水带的代号产品特点1、滤水性好，排水畅通，能确保良好的排水效果。2、其材料具有一定的强度延伸率，适合地基变形能力强。3、排水带断面尺寸小，

8、插板时对地基扰动小。4、在超软弱粘地层上或水下也可进行插板施工。5、施工速度快，工人劳动强度低