.排水固结法地大

第五章排水固结法第一节概述1.排水固结法

排水固结法是在建筑物建造前，对天然地基或已设置竖向排水体的地基加载预压，使土体固结沉降基本结束或完成大部分，从而提高地基土强度的一种地基加固方法。2.加载方法主要包括：直接堆载法、真空预压法、降低地下水法以及电渗法。⑴真空预压法在粘土层上铺设砂垫层，然后用不透气薄膜密封砂垫层，用真空泵对砂垫层和砂井抽气，使土体和砂垫层以及砂井之间形成压力差，发生渗流，使土中孔隙水压力不断降低，有效应力不断增强，促使土体固结沉降。⑵降低地下水位法⑶电渗法在土中插入金属电极并通以直流电，由于电场作用，土中水从阳极流向阴极。如将阴极积聚的水排走，土体中孔隙水就会减少，有效应力增大导致沉降固结。3.排水系统的作用改变地基的排水边界条件，缩短排水距离和增加孔隙水排出的途径；4.加压系统的作用起固结作用，使地基土的固结压力增加而产生固结；5.排水系统和加压系统是联合使用的。6.适用范围：饱和软粘土地基，应用于路堤、仓库。罐体、飞机跑道等

第二节排水固结的原理1.固结机理饱和软粘土地基在荷载作用下，孔隙中的水被慢慢排出，孔隙体积慢慢减小，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，地基土的强度逐渐增长。abc为压缩曲线、cef为卸荷曲线、fgc’为再压缩曲线固结理论公式

固结时间与排水距离的平方成正比，缩短排水距离可大大缩短固结时间。在地基中设置砂垫层及砂井等的目的就是为了增加排水途径，缩短排水距离，从而加快软弱土层的排水固结。第三节排水固结法设计计算一、设计前应取得的资料⑴进行岩土工程勘察，查明场地的工程地质和水文地质条件；⑵室内土工试验，确定土的固结系数、孔隙比和固结压力关系、三轴试验强度等；⑶进行原位十字板剪切试验，确定各土层十字板抗剪强度。二、加载预压法设计其设计内容包括：①选择竖向排水体，确定其尺寸、间距、排列方式和深度；②确定预压荷载的大小、范围、速率和预压时间；③计算地基的固结度、强度增长；④进行稳定性和变形计算。

(一)预压荷载计算

通常预压荷载大小取建筑物的基底压力值；采用超载预压法时，其预压荷载大于基底压力值。1.加载预压的计算步骤⑴利用天然地基土的抗剪强度，计算第一级容许施加荷载p1。①斯开普顿极限荷载半经验公式②对于饱和软粘土③对于长条形填土⑵计仁算p1作用裁下地法基强狐度增奔长值⑶计暖算p1作用鱼下达含到设犬计要得求的析固结膏度所劣需时这间，链并确妈定p2加载座时间⑷根铸据p1作用嚼下的洲地基页强度荒，计钓算p2值并求成出p2下地滚基固缩慧结度就达70％时扶的强驳度即园所需颠时间抓，然册后依倍次计羞算各姻级荷梯载。⑸对械每一珍级荷无载进膜行稳搬定性狗验算⑹地复基最诞终沉以降量召和预蒜压沉付降量库计算糟，并扎满足痰容许扔沉降嘱量要涉求2.超载黎预压⑴优怀点：①可棵以缩也短预史压时北间；②在董建筑坛物荷响载作耐用下樱地基绿不会美产生莫主固岁结变摩形；③而歼且可荡减少唱次固蛮结变楼形。⑵超厕载值否的确鸽定①一墙般情饼况下②粘录土层③有迎机质改粘土劳、泥盖炭土(二)砂井常排水窜固结闹的设睁计计终算1.砂井谨设计其设四计内冤容包我括：演砂井死的直疫径、延间距刻、深歉度、盾排列李方式贿和砂夸料的冬选择究。⑴砂挥井的凑直径斤和间谁距可由耗井径标比来阴确定普通宽砂井问井径详比一听般取6～8，袋哑装砂链井或番塑料闲排水呜带井苦径比津一般筑取15～20。⑵砂安井深舌度的廉一般腔原则①压扇缩层城不厚昼时，衔砂井谜应贯酸穿压笼缩土仁层；②压献缩土览层较唤厚但竞有砂垄层或到砂透冻镜体井时，兄应达粒到砂归层活或透列镜体经；③无郊砂层厉或透漠镜体记的深龙厚压模缩层跑，根塘据地侨基稳羡定性楚及建美筑物筝在地脸基中叉的附凉加应枪力与怕自重速应力回之比度确定康；⑶砂忌井排毙列④对断以地惭基抗或滑稳更定性耽控制猪的曾工程杠，砂脂井深沉度应买超过奴最危拒险滑席动面2m。等效葛圆柱祖体的且直径de与砂踢井间陪距S的关血系：⑷砂块井布计置范监围及乞砂垫英层一般厅应比究建筑豪物外故缘扩矛大2～4m或更甘大，逃砂垫衡层水璃上施虚工可挑取0.伞3～0.核5m，水默下施敏工可莲取0.啄8~话1.苗0m叛.2.砂井膀地基棕固结沈度计唇算⑴瞬梳时加好载条泡件下古砂井办地基铲固结骄度计畅算固结裁微分味方程有：Kv≠Kh时在五赛个假避设条刚件下笑可分是解为狮：一维庄固结2.砂井演地基已固结环度计翻算⑴瞬庭时加款载条潮件下溜砂井牙地基逮固结坏度计孤算固结硬微分辣方程批：对于汇一次捕性骤维然施竹加外温荷载诉，且隙孔隙傅水仅柴沿竖狗向渗屯透的吧地基惹，其陡竖向愉平均楼因结撑度可广按下骂式计吴算(Uz＞30％时)2、径角向平青均固饺结度崭：三维劲固结矮：径向粥固结魂方程骗：考虑胞在直恨径为de、高况度H的圆痕柱体翼的土届层中推插入送直径dw的砂身井，班假定晨砂井挣地基轿表面泼荷载跑均匀蛾分布耀．且优附加慨应力回的分绪布不秩随深骨度变电化；寸不考扭虑固增结过伪程中饭固结培系数敲变化鉴和砂亡井施触工中该涂抹磁作用飘的影够响，甩且只闸考虑肆径向事排水贷效果启，则秒有径抵向平凯均固吼结度买计算鸟式：3、总浅固结达度计和算由径膀向、劳竖向构共同孝排水爽引起软的总阴平均浊固结魄度表暂达式阶为：⑵砂寨井地茫基固残结度尚计算历修正①砂童井未妙打穿如软土丝式层时眨固结剂度计图算②逐稍渐加嫌载条蛇件下瓶地基塑固结欧度计絮算a.改进宜的太慈沙基迅法3.影响食砂井铁固结阿度的车因素⑴砂困井中极的砂焦料对国渗流耳有阻材力，巡寿会产阵生水卖头损圆失，初应考割虑井欢阻作介用。⑵采化用机斧械施质工方冬式，港会对厕周围世土产黑生扰弦动，染对井福壁产愿生涂叶抹作音用而哀降低板径向削渗透税性。三、里真空筐预压很法设胳计(一)竖向甜排水狠体设景计一般挡采用喝袋装住砂井拿和塑斗料排界水带秩，竖热向排童水体块将负涨压由粉砂垫泳层传妇到土救体，美将土派体的候水抽疗至砂已垫层按后排体出。(二)真空课度及习平均柳固结残度真空烦预压郊的膜饲下真炉空度斩应保模持在60份0m规mH粒g(约80际kP役a)以上葡；压草缩土列层的祖平均亡固结话度应热大于80％。(三)预压里面积娃及分控块大雷小真空艰预压购的总申面积应不得圾小于森基础榨外缘捕所包味围的借面积索，一爱般边优缘应爽超出蚀建筑棍物基煌础外稼缘2～3m；每竖块预披压的冻面积喊应尽斑可能禾大，盒并要尼求彼换此有挠搭接献。(四)地基特变形唐计算根据堪土层锤的固夸结度初计算翠出有经效应个力，罩然后狭从室稳内固解结试虎验得疤到的e－p关系欠曲线追查出超相应恋的孔家隙比贵利用柳分层滩总和倒法进质行计押算。四、缎地基抬土强忘度增己长计培算地基以中某抵一时咱刻土纯的抗熔剪强撑度公承式(一)有效奇应力去法(二)有效订固结绞压力统法由于统固结拴而增漆长的铺强度淹：五、洋沉降甘计算3.次固谣结沉芽降：是由切土中征骨架时在持嘱续荷退载作剧用下腐，发讽生蠕伙变而股引起裂的。一般键泥炭符土、口有机迷质土肯或高界塑性硬粘土稳层次竟固结睡沉降石较大接，其梳它可餐以忽届略。1.瞬时营沉降猜：是指快荷载份施加孔后立债即发太生的璃沉降纷量，前由剪混切变蚁形引侧起。2.固结隙沉降菜：是指便地基敲的排调水固军结引吼起的舍沉降捞，是愈地基钩沉降毕中最津主要劲的部城分。4.经验埋计算约法多级纸沉降姨任一失时刻挽地基翠沉降释量5.三