地基处理 教学课件 作者 贺建涛 第三章.ppt

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1、3.1概述第三章预压法预压法又称排水固结法，指直接在天然地基或在设置有袋状砂井、塑料排水带等竖向排水体的地基上，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，使土体中孔隙水排出，提前完成土体固结沉降，逐步增加地基强度的一种软土地基加固方法。预压法由加压系统和排水系统两部分组成。加压系统通过预先对地基施加荷载，使地基中的孔隙水产生压力差，从饱和地基中自然排出，进而使土体固结；排水系统则通过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，使地基在预压期间尽快地完成设计要求的沉降量，并及时提高地基土强度。预压法适用于处理各类淤泥质土、淤泥及冲填土

2、等饱和粘性土地基。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。3.1概述第三章预压法加压系统排水系统竖向排水体水平排水体普通砂井袋装砂井塑料排水带砂垫层堆载预压真空预压降水预压电渗排水真空联合堆载预压排水固结3.2预压法加固机理第三章预压法时，时，时，土在某一荷载作用下，孔隙水逐渐排出，土体随之压缩，土体的密实度和强度随时间逐步增长，这一过程称之为土的固结过程。亦即孔隙水压力消散、有效应力增长的过程。3.2预压法加固机理第三章预压法(1)堆载预压加固机理堆载预压是指先在地基中设置砂井、塑料排水带等竖向排水体，后利用建筑物本身重量分级逐渐加载，或建筑物

3、建造前，在场地先行加载预压，使土体中的孔隙水缓慢排出，土层逐渐固结，地基发生沉降，同时强度逐步提高的过程。pp(a)竖向排水情况(b)砂井地基排水情况3.2预压法加固机理第三章预压法Δe’Δe抗剪强度τc’c’eeggffddcababc孔隙比e图3-2堆载预压加固原理固结压力固结压力3.2预压法加固机理第三章预压法(2)真空预压加固机理真空预压指在软土地基中打设竖向排水体后，在地面铺设排水用砂垫层和抽气管线，然后在砂垫层上铺设不透气的封闭膜使其与大气隔绝，再用真空泵抽气，使排水系统维持较高的真空度，利用大气压力作为预压荷载，增加地基的有效应力，以利于土体排水固结。真空预压适

4、用于均质粘性土及含薄粉砂夹层粘性土等，尤其适用于新吹填土地基的加固。对于在加固范围内有足够补给水源的透水层，而又没有采取隔断措施时，不宜采用该法。3.2预压法加固机理第三章预压法真空预压原理32增加的有效应力真空泵封闭膜砂垫层粘土真空度应力1z砂井1—总应力线2—原来水压线3—降低后的水压线03.2预压法加固机理第三章预压法真空堆载联合预压布置示意图3.2预压法加固机理第三章预压法(3)降水预压加固机理降水预压法是借助于井点抽水降低地下水位，以增加土的有效自重应力，从而达到预压的目的。抽水前水位线抽水后水位降落线滤水管抽水井管图3-5降水预压原理3.2预压法加固机理第三章预压

5、法饱和土体中孔隙水压力和附加应力的计算AH1H23.2.预压法加固机理第三章预压法地下水下降A点地下水上升3.2预压法加固机理第三章预压法原水位o原水位o3.2预压法加固机理第三章预压法(4)电渗预压加固机理电渗预压是在土中插入金属电极并通以直流电，由于直流电场作用，土中的水分从阳极流向阴极，将水在阴极排除且无补充水源的情况下，引起土层的压缩固结。电渗预压与降水预压一样，是在总应力不变的情况下，通过减小孔隙水压力来增加土的有效应力作为固结压力的，所以不需要用堆载作为预压荷载，也不会使土体发生破坏。3.2预压法加固机理第三章预压法(4)电渗预压加固机理电渗预压是在土中插入金属电

6、极并通以直流电，由于直流电场作用，土中的水分从阳极流向阴极，将水在阴极排除且无补充水源的情况下，引起土层的压缩固结。电渗预压与降水预压一样，是在总应力不变的情况下，通过减小孔隙水压力来增加土的有效应力作为固结压力的，所以不需要用堆载作为预压荷载，也不会使土体发生破坏。第三章预压法3.2预压法加固机理AB水力坡降线第三章预压法3.3预压法的设计与计算预压法的设计，实质上是根据上部结构荷载的大小、地基土的性质及工期要求合理安排加压系统与排水系统，使地基在预压过程中快速排水固结，缩短预压时间，从而减小建筑物在使用期间的沉降量和不均匀沉降，同时增加一部分强度，以满足逐级加荷条件下地基

7、的稳定性。(1)堆载预压法设计计算第三章预压法3.3预压法的设计与计算堆载预压法的设计内容主要包括：a.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；b.确定预压区范围、预压荷载的大小、荷载分级、加载速率和预压时间；c.计算地基土的固结度、强度增长、抗滑稳定性和变形。①竖向排水体设计a.竖向排水体材料选择竖向排水体可采用普通砂井、袋装砂井和塑料排水带，若竖向排水体深度超过20m，建议采用袋装砂井和塑料排水带。第三章预压法3.3预压法的设计与计算b.竖向排水体平面布置竖向排水体直径和间距主要