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1、预压法（排水固结法）一、一、 概述概述1.预压法：在建筑物建造前对建筑场地进行预压，使土体中的水排出，逐渐固结，地基发生沉降，同时强度逐步提高。2.预压法组成（1）加压系统：加载预压、真空预压；（2）排水系统：水平排水系统和竖向排水系统。3.预压法分类（1）按加压系统分：加载预压法和真空预压法；（2）按排水系统分：a.普通堆载预压法：无竖向排水系统，只有水平排水系统b.砂井堆载预压法c.袋装砂井堆载预压法d.塑料排水板堆载预压法竖向排水系统竖向排水系统竖向排水系统竖向排水系统砂垫层砂垫层预压法（排水固结法）预压法（排水固结法）二、二、 普通堆载预压法普通堆载预压法普通堆载预压：在地基表面分级堆
2、土或其他荷载，使地基土压普通堆载预压：在地基表面分级堆土或其他荷载，使地基土压普通堆载预压：在地基表面分级堆土或其他荷载，使地基土压普通堆载预压：在地基表面分级堆土或其他荷载，使地基土压实、沉降固结，提高地基强度，减少沉降量；待达到预定标准实、沉降固结，提高地基强度，减少沉降量；待达到预定标准实、沉降固结，提高地基强度，减少沉降量；待达到预定标准实、沉降固结，提高地基强度，减少沉降量；待达到预定标准再卸载，建造建筑物。再卸载，建造建筑物。再卸载，建造建筑物。再卸载，建造建筑物。（一）特点和适用范围1.特点（1）不设竖向排水体；）不设竖向排水体；（2）使用材料、机具简单，方法直接，施工操作方便；
3、）使用材料、机具简单，方法直接，施工操作方便；（3）堆载预压需要一定的时间，对深厚的饱和软土，排水固）堆载预压需要一定的时间，对深厚的饱和软土，排水固结所需的时间很长；同时需要大量堆载材料，因此在使用上结所需的时间很长；同时需要大量堆载材料，因此在使用上受到一定的限制。受到一定的限制。2.适用：适用：软土层较薄，土的渗透性较好，施工期允许较长时软土层较薄，土的渗透性较好，施工期允许较长时的地基加固处理。当预计的压缩时间过长时，则应改用砂井的地基加固处理。当预计的压缩时间过长时，则应改用砂井堆载预压法、袋装砂井堆载预压法或塑料排水板堆载预压。堆载预压法、袋装砂井堆载预压法或塑料排水板堆载预压。
4、二、二、 普通堆载预压法普通堆载预压法（二）堆载材料1.1.堆载材料一般以散料为主，如采用施工场地附近的土、砂、堆载材料一般以散料为主，如采用施工场地附近的土、砂、石子、砖、石块等；石子、砖、石块等；2.2.堤坝、路基的预压可以采用堤坝、路基填土本身作为堆载；堤坝、路基的预压可以采用堤坝、路基填土本身作为堆载；3.3.大型油罐、水池的地基，常以充水对地基进行预压。大型油罐、水池的地基，常以充水对地基进行预压。 （三）施工要点1.1.预压荷载的大小应根据设计要求确定，一般宜取等于或略大预压荷载的大小应根据设计要求确定，一般宜取等于或略大于建筑物基底压力。有时为了加速压缩过程、减少建于建筑物基底压
5、力。有时为了加速压缩过程、减少建( (构构) )筑物筑物使用期间的沉降，可采用比建使用期间的沉降，可采用比建( (构构) )筑物重量大筑物重量大10102020的超的超载进行预压。载进行预压。2.2.为了保证建筑范围内的地基得到均匀加固，堆载的顶面宽度为了保证建筑范围内的地基得到均匀加固，堆载的顶面宽度应不小于建筑物的底面宽度，底面应适当扩大。应不小于建筑物的底面宽度，底面应适当扩大。 预压法（排水固结法）二、二、 普通堆载预压法普通堆载预压法（三）施工要点3.3.大面积堆载可采用自卸汽车与推土机联合作业。对超软土地大面积堆载可采用自卸汽车与推土机联合作业。对超软土地基的堆载预压第一级荷载宜用
6、轻型机械或人工作业。基的堆载预压第一级荷载宜用轻型机械或人工作业。4.4. 加荷大小：不得超过地基的极限荷载。加荷大小：不得超过地基的极限荷载。 加荷方式：当需施加大荷载时，应采取分级加荷，并注意控加荷方式：当需施加大荷载时，应采取分级加荷，并注意控制每级加载量的大小和加荷速率。制每级加载量的大小和加荷速率。 堆载控制指标：地基最大下沉量不宜超过堆载控制指标：地基最大下沉量不宜超过10mm/d10mm/d；水平位移；水平位移不宜大于不宜大于4mm/d4mm/d；孔隙水压力不超过预压荷载所产生应力的；孔隙水压力不超过预压荷载所产生应力的5050-6060。3.3 预压法（排水固结法）二、二、 普
7、通堆载预压法普通堆载预压法（三）施工要点5.预压时间（卸载条件）：预压时间（卸载条件）：地面总沉降量达到预压荷载下计算最终沉降量的地面总沉降量达到预压荷载下计算最终沉降量的80以上；以上；理论计算的地基总固结度达理论计算的地基总固结度达80以上；以上；地基沉降速度已降到地基沉降速度已降到0.51.0mm/d。6.在地下预埋孔隙水压计，监测堆载过程中地基土中孔隙水压力在地下预埋孔隙水压计，监测堆载过程中地基土中孔隙水压力的变化；在堆载区周边的地表设置位移观测桩，在地下安装倾斜的变化；在堆载区周边的地表设置位移观测桩，在地下安装倾斜仪或其他观测仪器，监测堆载过程中地基土水平位移和垂直位移仪或其他观
8、测仪器，监测堆载过程中地基土水平位移和垂直位移情况。情况。 3.3 预压法（排水固结法）三、三、 砂井堆载预压法砂井堆载预压法砂井堆载预压：以砂井为竖向排水体、砂垫层作为水平排水体砂井堆载预压：以砂井为竖向排水体、砂垫层作为水平排水体砂井堆载预压：以砂井为竖向排水体、砂垫层作为水平排水体砂井堆载预压：以砂井为竖向排水体、砂垫层作为水平排水体构成排水系统，在砂垫层上部堆载作为加压系统的预压法构成排水系统，在砂垫层上部堆载作为加压系统的预压法构成排水系统，在砂垫层上部堆载作为加压系统的预压法构成排水系统，在砂垫层上部堆载作为加压系统的预压法3.3 预压法（排水固结法）三、三、 砂井堆载预压法砂井堆
9、载预压法（一）特点和适用范围1.特点（1）加速饱和软粘土的排水固结，使沉降及早完成和稳定加速饱和软粘土的排水固结，使沉降及早完成和稳定(下沉速度可加快下沉速度可加快2.02.5倍倍)；（2）可大大提高地基的抗剪强度和承载力，防止地基土滑动可大大提高地基的抗剪强度和承载力，防止地基土滑动破坏；破坏；（3）施工机具、方法简单，就地取材，可缩短施工期限，降施工机具、方法简单，就地取材，可缩短施工期限，降低造价。低造价。 2.适用：适用于透水性低的饱和软弱粘性土加固；常用于机适用：适用于透水性低的饱和软弱粘性土加固；常用于机场跑道、工业建筑、油罐、水池、水工结构、路堤、堤坝、场跑道、工业建筑、油罐、水
10、池、水工结构、路堤、堤坝、码头岸坡等工程的地基处理。对于泥炭等有机沉积地基则不码头岸坡等工程的地基处理。对于泥炭等有机沉积地基则不适用。适用。3.3 预压法（排水固结法）三、三、 砂井堆载预压法砂井堆载预压法（二）砂井与砂垫层1.砂井的布置和范围3.3 预压法（排水固结法）三、三、 砂井堆载预压法砂井堆载预压法（二）砂井与砂垫层1.砂井的布置和范围（1）一根砂井的有效排水圆柱体的直径一根砂井的有效排水圆柱体的直径de和砂井间距和砂井间距s的关的关系可按如下取用：系可按如下取用：等边三角形布置等边三角形布置 de = 1.05s正方形布置正方形布置 de = 1.13s（2 2）砂井的布置范围宜
11、比建筑物基础的轮廓线向外增大约）砂井的布置范围宜比建筑物基础的轮廓线向外增大约24m，以加速基础外地基土的固结，有利于提高地基的稳定，以加速基础外地基土的固结，有利于提高地基的稳定性和减小侧向变形以及由此引起的沉降。性和减小侧向变形以及由此引起的沉降。3.3 预压法（排水固结法）三、三、 砂井堆载预压法砂井堆载预压法（二）砂井与砂垫层2.砂井的直径和间距（1）砂井直径和间距，主要取决于粘性土层的固结特性和施）砂井直径和间距，主要取决于粘性土层的固结特性和施工期限的要求。工期限的要求。（2）实践证明，为加速土层固结，缩小井距比增大砂井直径）实践证明，为加速土层固结，缩小井距比增大砂井直径效果好很
12、多，所以砂井直径和间距宜细而密，固结效果较好。效果好很多，所以砂井直径和间距宜细而密，固结效果较好。（3）井径不宜过大或过小，过大不经济，过小则在施工时易）井径不宜过大或过小，过大不经济，过小则在施工时易造成灌砂率不足、缩颈或砂井不连续等质量问题。砂井常用造成灌砂率不足、缩颈或砂井不连续等质量问题。砂井常用直径为直径为300500mm。（4）砂井的间距一般由井径比）砂井的间距一般由井径比n = de / dw = 68确定确定(de为每为每个砂井的有效影响范围的直径；个砂井的有效影响范围的直径；dw为砂井的直径为砂井的直径)，常用井距，常用井距为砂井直径的为砂井直径的67倍。倍。 3.3 预压
13、法（排水固结法）三、三、 砂井堆载预压法砂井堆载预压法（二）砂井与砂垫层3.砂井的深度（1）砂井深度应根据建筑物对地基的稳定性和变形的要求确定。）砂井深度应根据建筑物对地基的稳定性和变形的要求确定。（2）对以地基抗滑稳定性控制的工程，砂井深度至少应超过最危）对以地基抗滑稳定性控制的工程，砂井深度至少应超过最危险滑动面险滑动面2m。（3）对以沉降控制的建筑物，如压缩土层厚度不大，砂井宜贯穿）对以沉降控制的建筑物，如压缩土层厚度不大，砂井宜贯穿压缩土层；对深厚的压缩土层，砂井深度应根据在限定的预压时间压缩土层；对深厚的压缩土层，砂井深度应根据在限定的预压时间内应消除的变形量确定，若施工设备条件达不
14、到设计深度，则可采内应消除的变形量确定，若施工设备条件达不到设计深度，则可采用超载预压等方法来满足工程要求。用超载预压等方法来满足工程要求。4.砂垫层砂垫层砂井顶面应铺设排水砂垫层，以连通各个砂井将水排到场地以外。砂井顶面应铺设排水砂垫层，以连通各个砂井将水排到场地以外。砂垫层厚度一般为砂垫层厚度一般为0.30.5m，水下施工时，砂垫层厚度一般为，水下施工时，砂垫层厚度一般为1m左右。为节约用砂，可采用连通砂井的纵横砂沟代替整片砂垫层，左右。为节约用砂，可采用连通砂井的纵横砂沟代替整片砂垫层，砂沟的高度一般为砂沟的高度一般为0.51.0m，砂沟的宽度取砂井直径的，砂沟的宽度取砂井直径的2倍。倍
15、。 3.3 预压法（排水固结法）三、三、 砂井堆载预压法砂井堆载预压法（三）机具设备与材料（1）机具设备：主要有桩机和桩管。桩机可采用振动沉桩机、）机具设备：主要有桩机和桩管。桩机可采用振动沉桩机、锤击沉桩机或静压沉桩机等；桩管外径与井直径相同，桩管锤击沉桩机或静压沉桩机等；桩管外径与井直径相同，桩管下端装有自由脱落的混凝土桩靴或带活瓣式桩靴，活瓣用草下端装有自由脱落的混凝土桩靴或带活瓣式桩靴，活瓣用草圈或铁圈约束，呈圆锥形。配套机具有吊斗，机动翻斗车等。圈或铁圈约束，呈圆锥形。配套机具有吊斗，机动翻斗车等。（2）材料：砂井使用的砂宜用中、粗砂，垫层可用中、细砂）材料：砂井使用的砂宜用中、粗砂
16、，垫层可用中、细砂或砾砂，砂含泥量不大于或砾砂，砂含泥量不大于3。一般不宜使用粉砂。一般不宜使用粉砂。 3.3 预压法（排水固结法）（四）施工要点1.施工工艺：先用打桩机将桩管沉入地基中预定深度，然后在施工工艺：先用打桩机将桩管沉入地基中预定深度，然后在桩管内灌入砂料，再边振动边将桩管徐徐拔出；或用桩锤，桩管内灌入砂料，再边振动边将桩管徐徐拔出；或用桩锤，边锤击边拔管，每拔升边锤击边拔管，每拔升3050cm，再复打桩管，以捣实挤密，再复打桩管，以捣实挤密形成砂柱，如此往复，使拔管与冲击交替重复进行，直至砂形成砂柱，如此往复，使拔管与冲击交替重复进行，直至砂充填井孔内，桩管拔出。也可二次打入桩管灌砂，形成扩大充填井孔内，桩管拔出。也可二次打入桩管灌砂，形成扩大砂井。砂井还可以采用水冲法成孔。砂井。砂井还可以采用水冲法成孔。2.2.拔管速度：拔管速度：为了避免管内砂随管带上，保证砂井的连续性，为了避免管内砂随管带上，保证砂井的连续性，拔管速度宜控制在拔管速度宜控制在1 1-1.5m/min1.5m/min。3.振动沉管效率高，同时可起捣实砂子作用，但振动力以振动沉管效率高，同时可起捣实砂子
