《{给排水工程管理}预压排水加固》由会员分享，可在线阅读，更多相关《{给排水工程管理}预压排水加固（49页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第五章 排水固结法,5.1 概述 5.2 加固原理 5.3 排水固结法的设计与计算 5.4 施工工艺 5.5 加固效果检验 5.6 工程实例,5.1 概述,排水加固法,堆载预压,降水预压,真空预压,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。,排水系统,加压系统,竖向,横向,联合预压,排水固结法,真空预压,-u,堆载预压,1,2, 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,堆载预压的加载速率,p,t,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
2、速地基土抗剪强度的增长，提高地基强度及稳定性； 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。,第五章 排水固结法,5.1 概述 5.2 加固原理 5.3 排水固结法的设计与计算 5.4 施工工艺 5.5 加固效果检验 5.6 工程实例,5.2 加固原理,土的固结就是孔隙水压消散和有效应力不断增加的过程，这一过程遵循有效应力原理：,堆载预压,降水预压,真空预压,加压系统,联合预压,5.2 加固原理,5.2 加固原理（堆载预压法）,原位自重应力 s 建筑物附加应力 z 预加压力 t=(1.21.5) z （超载预压法）,加压,砂井,排水,普通砂井,袋装砂井,塑料排水板,砂垫
3、层,5.2 加固原理（堆载预压法）,第五章 排水固结法,5.1 概述 5.2 加固原理 5.3 排水固结法的设计与计算 5.4 施工工艺 5.5 加固效果检验 5.6 工程实例,5.3排水固结法的设计与计算堆载预压,一、选择砂井或塑料排水带，确定其断面尺寸、间距、排列方式和深度； 二、确定排水砂垫层材料和厚度； 三、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； 四、计算地基土的固结度、强度增长、抗滑稳定性和变形,5.3排水固结法的设计与计算堆载预压,砂井,dw,de,dw,一、选择砂井或塑料排水带，确定其断面尺寸、间距、排列方式和深度； 1、dw：（原则上越密越好） 普通砂井
4、300500mm； 袋装砂井 70120mm。 塑料排水带,2、间距l 可按井径比n选用。 nde/dw 塑料排水带或袋装砂井n1522； 普通砂井n68,一、选择砂井或塑料排水带，确定其断面尺寸、间距、排列方式和深度； 3、深度 应根据建筑物对地基的稳定性、变形要求和工期确定。（反复试算） 至少应超过最危险滑动面2m。,一、选择砂井或塑料排水带，确定其断面尺寸、间距、排列方式和深度； 二、确定排水砂垫层材料和厚度； 三、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； 四、计算地基土的固结度、强度增长、抗滑稳定性和变形,5.3排水固结法的设计与计算堆载预压,1、材料：中粗砂，粘粒
5、含量不宜大于3，砂料中可混有少量粒径小于50mm的砾石，渗透系数大于102 cm/s。 2、厚度：小于500mm。,二、确定排水砂垫层材料和厚度；,三、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；,5.3排水固结法的设计与计算堆载预压,堆载预压加荷设计与计算流程,t,o,p,加荷速率和加荷大小：取决于地基土的强度和稳定性 1、利用地基土的天然抗剪强度第一级容许施加的荷载P1。 P15.52cu/k 2、计算第一级荷载P1下地基强度增长值。,3、计算P1作用下达到固结度70所需的时间（可由固结度与时间的关系求得） 确定第二级荷载开始施加的时间。 4、根据Cu1计算第二级所施加的荷
6、载P2。 5、计算P2作用下地基固结后强度值Cu2。 依次按上述步骤，算出各级加荷荷载Pi和加荷时间，直到超出设计荷载。 6、需进行每一级荷载下地基稳定性验算。,P25.52cu1/k,四、计算地基土的固结度、强度增长、抗滑稳定性和变形。 根据各级荷载下不同时间的固结度，推算地基强度的增长值，分析地基的稳定性，确定相应的加荷计划。,堆载预压 设计的 关键问题,1、瞬间加荷条件下砂井地基固结度计算 2、多级逐渐加荷条件下砂井地基固结度计算 3、瞬间加荷条件下砂井地基固结度计算（考虑涂抹和井阻影响） 4、多级逐渐加荷条件下砂井地基固结度计算（考虑涂抹和井阻影响）,可以分解成两个方向的固结问题叠加（
7、 Carrillo ）,三维渗流固结问题,其中,1、瞬间加荷条件下砂井地基固结度计算,求解，得到,其中,固结度,井径比,查表取值,增加井径dw与减小间距de哪个有效？,2、多级逐渐加荷条件下砂井地基固结度计算,2、多级逐渐加荷条件下砂井地基固结度计算,2、多级逐渐加荷条件下砂井地基固结度计算,井阻和涂抹作用 在实际砂井施工中，由于沉管对周围土体 的扰动和重塑作用，在砂井周围形成了一个“涂 抹区”，使该区内土渗透性降低，压缩性增大。 在土中水向砂井渗流过程中，砂料对渗流产 生的阻力也会影响土层的固结速率。 井阻和涂抹作用对固结速率的影响有时十分 显著。比如宁波机场袋装砂井场地，在堆载205天 后
8、，考虑井阻与涂抹作用影响的地基实际平均 固结度仅为按理想砂井地基计算的固结度0.81倍。,3、瞬时加荷条件下砂井地基固结度计算（考虑涂抹和井阻影响）,4、多级逐级加荷条件下砂井地基固结度计算（考虑涂抹和井阻影响）,5、地基土的强度增长计算,6、地基土的抗滑稳定性验算 采用条分法计算抗滑力矩与滑动力矩之比定义为抗滑稳定系数。,工程实例1： 某建筑地基地层为淤泥质黏土，纵向与横向固结系 数为1.810-3cm2/s，受压土层厚20m，袋装砂井直径 700mm，呈等边三角形排列，间距1.4m，深度20m， 底部不透水，砂井打穿受压土层。预压荷载总压力为 100kPa，分两级等速加载，如下所示，计算堆
9、载预压 120d后，地层的平均固结度。（不考虑竖井井阻和涂 抹影响）。,解：,解：,解：,7、地基土的沉降计算,A、瞬时沉降计算,Skempton（1955）弹性理论公式,注：平均值指柔性基础面积范围内各点的平均值,沉降系数值,B、固结沉降计算,C、次固结沉降计算,次固结段（基本上是一条直线）的斜率反映土的次固结变形速率，一般用Ca表示，称为土的次固结指数。,次固结沉降量为,规范规定预压固结法地基最终沉降采用 经验公式：,5.4 施工工艺,一、竖向排水体施工 1、普通砂井 沉管法：静压法、锤击法、振动法 水冲法 钻孔法 2、袋装砂井 导管式振动打设机械 施工顺序P86,3、塑料排水板 矩形导管式振动打设机械 施工顺序P87,二、横向排水体施工 考虑地基土条件采用不同施工方法，P88。,三、加压系统施工 建筑物本身荷载 外加预压荷载（面积、速率、计划） 减小孔隙水压力,5.5 加固效果检验（自学） 5.6 工程案例P92,作 业 某建筑地基的地层为淤泥质黏土，中等灵敏度，固结系数 ，受压土层厚20m，袋装砂井为等边三角形排列，间距l1.4m，深度H=20m。砂井底部为不透水层，砂井打穿受压土层，预压荷载总应力P=100kpa,分两级加载，如图所示。计算地基堆载预压120d后，地层的平均固结度?,
