真空预压排水固结法设计及计算年附图丰富

真空预压排水固结法

广东中誉设计院有限公司2018年10月14日1概述

排水固结法（Consolidation）是处理软黏土地基的有效方法之一。该法是对天然地基，或先在地基中设置砂井等竖向排水体，然后利用建筑物本身重量分级逐渐加载，或是在建筑物建造以前，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。排水固结法适用于处理淤泥质土、淤泥、泥炭土和冲填土等饱和粘性土地基。

排水固结法可解决以下两个问题：（1）沉降问题。使地基的沉降在加载预压期间大部分或基本完成，使建筑物在使用期间不致产生不利的沉降和沉降差。（2）稳定问题。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。排水固结法通常由排水系统和加压系统两部分组成。

2排水固结法的原理3真空预压法

真空预压法是1952年由瑞典皇家地质学院提出的，施工时先在地面铺设一层透水的砂及砾石，其上覆盖不透气的薄膜材料，然后用射流泵抽气使透水材料中保持高度的真空度，使土体排水固结。真空预压法处理地基必须设置排水竖井。设计内容包括：竖井断面尺寸、间距、排列方式和深度的选择；预压区面积和分块大小；真空预压工艺；要求达到的真空度和土层的固结度；真空预压和建筑物荷载下地基的变形计算；真空预压后地基土的强度增长计算等。

具体内容见教材真空预压和堆载预压比较具有如下优点：①不需堆载材料，节省运输与造价；

②场地清洁，噪音小；

③不需分期加荷，工期短；

④可在很软的地基上采用。3真空预压排水固结设计要点1、设计前特别要查明透水层位置及范围和地下水状况，它往往觉得真空预压是否适用或需采取附加密封措施以及垂直排水通道的打设深度。2、真空预压法处理必须设置排水竖井。设计内容包括：竖井断面尺寸、间距、排列方式和深度的选择。3、砂井的砂料应选用中粗砂，其渗透系数Kw应大于1x10-2cm/s。4、真空预压竖向排水通道宜穿透软土层，但不应进入下卧透水层。软土层较厚、且以地基抗滑稳定性控制的工程，竖向排水通道的深度至少应超过最危险滑动面2.0m。5、竖向排水通道不仅起排水、减少土体排水距离及加速土体固结的作用，而且起着传递真空度的作用。实践证明塑料排水带效果比砂井好。6、真空预压区边缘应大于建筑物轮廓线每边不得小于3m。7、真空预压最大膜下真空度在650mmHg(约86.7kPa)，膜下真空度达到设计要求后的预压设计不宜低于90d。8、真空预压加固面积较大时，宜采取分区加固，每块预压面积应尽可能大且呈方形，分区面积宜为20000~40000平米。4地基固结度的计算4地基固固结度度的计计算4地基固固结度度的计计算4地基固固结度度的计计算4地基固固结度度的计计算4地基固固结度度的计计算一级或或多级级等速速加载载条件件下，，当固固结时时间为为t时，对对应总总荷载载的地地基平平均固固结度度可按按下式式计算算：4地基固固结度度的计计算当排水水竖井井采用用挤土土方式式施工工时，，应考考虑涂抹对土体体固结结的影影响。。当竖竖井的的纵向向通水水量与与天然然土层层水平平向渗渗透系系数的的比值值较小小，且且长度度又较较长时时，尚尚应考考虑井组影响。。4地基固固结度度的计计算瞬时加载条条件下下，考考虑涂抹和和井组组影响时时，竖竖井地地基径向排水平平均固固结度度可按按下式式计算算：4地基固固结度度的计计算4地基固固结度度的计计算反映井井阻作作用影影响的的参数数的的表达达式为为：4地基固固结度度的计计算一级或或多级级等速加加载条条件下下，考考虑涂抹和和井阻阻影响时时竖井井穿透透受压压土层层地基基的平平均固固结度度可按按下式式计算算：5沉降计计算5沉降计计算5沉降计计算5沉降计计算6强度增增长计计算真空预预压荷荷载下下地基基强度度增长长值。。式中：：τft——t时刻该该点土土的抗抗剪强强度(kPa)△σz——真空预预压荷荷载引引起的的该点点的附加加应力力(kPa)，当计计算加加固土土层中中某深深度处处土的的强度度增长长值时时，△△σz用相应应深度度垂直直排水水通道道中真真空度度值。。Ut——在作用用下，，该点点土的的固结结度。。ψcu——相应土土层三三轴固固结不不排水水压缩缩试验验内摩摩擦角角（度度）τft=ττf0+△σz*Ut*tanψψcu承载力力：P≈5.52τft/K式中：：K———安全系系数，，取1.3~1.57施工方方法要保证证排水水固结结法的的加固固效果果，从从施工工角度度考虑虑，主主要应应重视视以下下三个个环节节：铺设水水平垫垫层、、设置置竖向向排水水体和和施加加固结结压力力。砂井成成孔的的典型型方法法有套套管法法、射射水法法、螺螺旋钻钻成孔孔法和和爆破破法。。灌入砂砂袋中中的砂砂宜用用干砂砂，并并应灌灌致密密实。。7施工塑料排排水板板插板板机塑料排排水板板地基基处理理塑料排排水板板施工工工艺艺流程程图塑料排排水板板施工工现场场真空预预压地地基处处理真空预预压管管网铺铺设真空管管网铺铺设真空系系统第第一层层土工工布铺铺设土工布布铺设设土工布布缝接接真空系系统双双层密密封土土工膜膜的铺铺设真空系系统土土工膜膜的密密封出膜连连接与与真空空系统统安装装出膜连连接出膜管管与真真空泵泵连接接试抽真真空8质量检检验排水固固结法法加固固地基基施工工中经经常进进行的的检测测项目目有孔隙水水压力力观测测、沉沉降观观测、、侧向向位移移观测测、地地基土土物理理力学学指标标检测测等。8质量检检验预压法法竣工工验收收检验验应符符合下下列规规定：：（1）排水水竖井井处理理深度度范围围内和和竖井井底面面以下下受压压土层层，经经预压压所完完成的的竖向向变形形和平平均固固结度度应满满足设设计要要求。。（2）应对对预压压的地地基土土进行行原位位十字字板剪剪切试试验和和室内内土工工试验验。必必要时时，尚尚应进进行现现场载载荷试试验，，试验验数量量不应应少于于3点。（3）在加加载过过程中中