岩土工程 地基处理 排水固结ppt课件.ppt

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1、第8章排水固结DrainConsolidation地基处理技术TechnicalofSoilImprovement8.1概述8.2加固原理8.3设计计算8.4施工方法8.5现场观测及堆载速率控制排水固结法8.1概述排水固结法是对地下水位以下的天然地基，或先在地基中设置砂井(袋装砂井或塑料排水带)等竖向排水体地基，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，通过加载系统在地基中产生水头差，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。排水固结法能

2、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。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。排水固结法的种类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

3、设了诸如砂井等排水系统。排水系统加压系统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。排水系统是一种手段，如没有加压系统，孔隙中的水没有压力差就不会自然排出，地基也就得不到加固。如果只增加固结压力，不缩短土层的排水距离，则不能在预压期间尽快地完成设计所要求的沉降量，强度不能及时提高，加载也不能顺利进行。所以上述两个系统，在设计时总是联系起来考虑的。排水固结法的主要目的：●减少地基沉降，使地基的沉降在加载预压期间大部分或基本完成；●通过排水固结，加速地基土抗剪强度的增长，提高地基强度及稳定

4、性；●消除欠固结软土地基中桩的负摩阻力，并可消除竣工后地基的不均匀沉降等。●适用于饱和软粘土：淤泥及淤泥质土、冲填土、填海（湖）造田－－含水量、压缩性高，强度、渗透性低。●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

5、地基。●排水固结法一般根据预压目的选择加压方法。解决两个问题：沉降问题、稳定问题8.2加固机理加固软土层竖向排水体排水垫层水平排水盲沟一、排水固结法原理●无论采用何种加压方式，排水固结法的最终目的是：使地基土中孔隙水排出，随着超静水压力逐渐消散，有效应力逐渐提高，孔隙比减小，地基发生固结变形。达到减小沉降、增加地基土强度的目的。●超载预压●排水固结法是通过堆载预压，使原来正常固结黏土层变为处于超固结土，而超固结土与正常固结土相比具有压缩性小和强度高的特点，从而达到减小沉降和提高承载力的目的。●●

6、●●●预压法超载预压法地基土层的排水固结效果与它的排水边界有关。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。软粘土层越厚，一维固结所需的时间越长。如果淤泥质土层厚度大于10～20m，要达到较大固结度>80%，所需的时间要几年至几十年之久。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，在天然地基中设置垂向排水体。这时土层中的孔隙水主要通过砂井和部分从竖向排出。所以砂井(袋装砂井或塑料排水带)的作用就是增加排水条件。为此，缩短了预压工程的预压期

7、，在短期内达到较好的固结效果，使沉降提前完成；加速地基土强度的增长，使地基承载力提高的速率始终大于施工荷载的速率，以保证地基的稳定性，这一点无论从理论和实践上都得到了证实。竖向排水情况砂井地基排水情况●预压法是在建筑物建造以前，在建筑场地进行加载预压，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，地基土强度就逐渐增长。●在荷载作用下，土层的固结过程就是超静孔隙水

8、压力(简称孔隙水压力)消散和有效应力增加的过程。●堆载预压是在地基中形成超静水压力的条件下排水固结，称为正压固结。二、堆载预压加固机理堆载预压12分级堆载竖向排水砂井、塑料排水板水平排水垫层堆载过快易失稳真空预压不会失稳预压固结的加载速率快加载—不排水—破坏分级慢—排水—达到密实固结K0Kf降水qp’p总应力路径不排水pt工作原理●真空预压法是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