地基处理-排水固结(I)

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1、排水固结法排水固结法排水固结法是目前土木工程广为采用的地基处理方法，通过国内外众多专家学者近50年的共同努力，在排水系统、水荷载预压、水下真空预压、真空井点降水、真空联合堆载预压加固等方面均取得了大量有较高水平和实用价值的成果并在工程中得到广泛的应用。在堆载排水预压法的应用方面，我国已有大量成功经验与应用成果（如广东的高速公路、深圳湾填海等大型堆载预压加固项目）。深圳河真空预压全貌深圳美视妈湾油库海上抛石围堤、海上铺设土工布、回填砂和插板并堆载预压竣工后使用现场四航研究院进行的交通部综合地基加固现场试验（在潮间带插铺土工布、回填砂垫

2、层、插排水板，并用真空气体、水荷载流体和堆砂固体进行三相体联合预压）四航研究院珠海前山水荷载预压加固示意图四航研究院深圳妈湾潮间带真空预压一角（退潮时）排水固结加固机理设计与计算施工工艺质量检验排水固结排水固结法是对天然地基，或先在地基中设置砂井(袋装砂井或塑料排水带)等竖向排水体，然后利用建筑物本身重量分级逐渐加载；或在建筑物建造前在场地先行加载预压，使土体中的孔隙水排出，逐渐固结，地基发生沉降，同时强度逐步提高的方法。排水固结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

3、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，从而提高地基的承载力和稳定性。排水固结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适用范围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

4、土地基。排水固结法分类根据加压和排水两个系统的不同，派生出多种固结加固地基的方法：美国跨越金山湾南端的Dumbarton桥东侧引道路堤场地，路堤下淤泥的抗剪强度小于5kpa，其固结时间将需要30—40年，为了支撑路堤和加速所预计的2m沉降量,采用如下方案：1、采用土工聚合物以分布路堤荷载和减小不均匀沉降；2、使用轻质填料以减轻荷载；3、采用竖向排水体使固结时缩短到一年以内；4、设置土工聚合物滤网以防排水层发生污染等。加固机理(1)堆载预压加固机理(2)真空预压加固机理(1)堆载预压加固机理预压法：在建筑物建造以前，在建筑场地进行加载

5、预压，使地基的固结沉降基本完成并提高地基土强度的方法。在饱和软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，有效应力逐渐提高，地基土强度逐渐增长。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。堆载预压固结法示意图(2)真空预压加固机理真空预压法：在需要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

6、应力。真空预压的原理主要反映在以下几个方面：1)薄膜上承受等于薄膜内外压差的荷载。2)地下水位降低，相应附加应力增加。3)封闭气泡排出，土的渗透性加大。真空预压法示意图真空预压法设计与计算排水固结法的设计，实质上就是进行排水系统和加压系统的设计，使地基在受压过程中排水固结、强度相应增加以满足逐渐加荷条件下地基稳定性的要求，并加速地基的固结沉降，缩短预压的时间。设计与计算堆载预压法处理地基的设计应包括下列内容：1选择塑料排水带或砂井，确定其断面尺寸、间距、排列方式和深度；2确定预压区范围。预压荷载大小、荷载分级、加载速率和预压时间；3

7、计算地基土的固结度、强度增长、抗滑稳定性和变形。设计与计算加载预压法设计包括加压系统和排水系统的设计。加压系统主要指堆载预压计划以及堆载材料的选用；排水系统包括竖向排水体的材料选用、排水体长度、断面、平面布置的确定。设计与计算一、加压系统设计目前采用的加压方法包括：堆载法、利用建筑物自重法、降水法、真空法以及联合法等。设计与计算1、堆载预压法堆载预压是在建筑施工前通过临时堆填土、砂、石、砖等散料对地基加载预压，使地基土的沉降大部分或分基本完成，并因固结而提高地基承载力，然后除去堆载，再行建筑施工的一种处理方法。该法适用于各种软粘土地

8、基。设计与计算（1）堆载预压的计算步骤由于软粘土地基抗剪强度较低，无论直接建造建筑物还是进行堆载预压往往都不可能快速加载，而必须分级逐渐加荷，待前期荷载下地基强度增加到足以加下一级荷载时方可加下一级荷载。计算步骤：先用简便的方法确定一