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1、预压法类型-预压法的基本概念原理预压法类型-预压法的基本概念原理预压法指的是为提高软弱地基的承载力和减少构造物建成后的沉 降量，预先在拟建构造物的地基上施加一定静荷载，使地基土压密 后再将荷载卸除的压实方法。1基本概念预压法包括堆载预压法和真空预压法。还可进行真空堆载联合 预压。1. 堆载预压法是指在建筑物或构筑物建造前，先在拟建场地上用堆土或其他荷 重，施加或分级施加与其相当的荷载，对地基土进行预压，使土体 中孔隙水排出，孔隙体积变小，地基土压密，以增长土体的抗剪强 度，提高地基承载力和稳定性；同时可减小土体的压缩性，消除沉降 量以便在使用期间不致产生有害的沉降和沉降差。其中堆载预压法 处理
2、深度一般达10米左右。由于软土的渗透性很小，土中水排出速率很慢，为了加速土的固 结，缩短预压时间，常在土中打设砂井，作为土中水从土中排出的 通道，使土中水排出的路径大大缩短，然后进行堆载预压，使软土 中空隙水压力得以较快地消散，这种方法称为砂井堆载预压法。有 时，也在土中插入排水塑料带，代替砂井。由于塑料排水带可采用 专用向土中插入塑料排水带的插板机施工，施工速度很快，得到较 多应用。2. 真空预压法真空预压法是先在需加固的软土地基表面铺设一层透水砂垫层或 砂砾层，再在其上覆盖一层不透气的塑料薄膜或橡胶布，四周密封 好与大气隔绝，在砂垫层内埋设渗水管道，然后与真空泵连通进行 抽气，使透水材料保
3、持较高真空度，在土的孔隙水中产生负的孔隙 水压力，将土中孔隙水和空气逐渐吸出，从而使土体固结。因此，预压法（排水固结法）可用于解决地基的沉降和稳定问题。 预压法须满足两个基木要素：即加荷系统和排水通道。加荷系统是 地基固结所需的荷载;排水通道是加速地基固结的排水措施。加荷系 统可有多种方式，如堆载、真空预压、降水以及联合预压等;排水通 道可以利用地基中天然排水层，否则，可人为增设排水通道，如砂 井（普通砂井或袋装砂井）、塑料排水板、水平砂垫层等。2适用范围适用于淤泥、淤泥质土和冲填土等饱和粘性土地基。2加固机理饱和软黏土地基在荷载作用下，孔隙中的水被慢慢排出，孔隙体 积慢慢地减小，地基发生固结
4、变形，同时，随着超静孔隙水压力逐 渐消散，有效应力逐渐提高，地基土的强度逐渐增长。所以，土体 在受压固结时，一方而孔隙比减小产生压缩，一方而抗剪强度也得 到提高。这说明，如果在建筑场地先加一个和上部建筑物相同的压 力进行预压，使土层固结然后卸除荷载，再建造建筑物。这样，建 筑物所引起的沉降即可大大减小。如果预压荷载大于建筑物荷载， 即所谓超载预压，则效果更好，因为，经过超载预压，当土层的固 结压力大于使用荷载下的固结压力时，原来的正常固结黏土层将处 于超固结状态，而使土层在使用荷载下的变形大为减小。在荷载作用下，土层的固结过程就是孔隙水压力消散和有效应力 增加的过程。如地基内某点的总应力为。，
5、有效应力为。，孔隙 水压力为u,则三者有以下关系。O = O -u（3. 2-1）用填土等外加荷载对地基进行预压，是通过增加总应力。并使 孔隙水压力u消散来增加有效应力。的方法。降低地下水位和电 渗排水则是在总应力不变的情况下，通过减小孔隙水压力来增加有 效应力的方法。真空预压是通过覆盖于地面的密封膜下抽真空，使 膜内外形成气压差，使黏土层产生固结压力。降低地下水位、真空 预压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 适用于很软弱的黏土地基。3设计用预压法处理地基应预先通过勘察查明土层在水平和竖直方向的 分布和变化、透水层的位置及水源补给条件等。应通过土工试验确 定土的先期固结压
6、力、孔隙比与固结压力关系、渗透系数、固结系 数、三轴试验抗剪强度以及原位十字板抗剪强度等。对重要工程，应预先在现场选择试验区进行预压试验。在预压过 程中应进行竖向变形、侧向位移、孔隙水压力等项目的观测以及原 位十字板剪切试验。根据试验区获得的资料分析地基的处理效果， 与原设计预估值进行比较，对设计做必要的修正，并指导全场的设 计和施工。3.1堆载预压法对深厚软粘土地基，应设置塑料排水带或砂井等排水竖井。当软 土厚度不大或软土层含较多薄粉砂夹层，且固结速率能满足工期要 求时，可不设置排水竖井。堆载预压法处理地基的设计应包括以下内容：选择塑料排水带或砂井，确定其断在面尺寸、间距、排列方式和 深度;
7、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;计算地基土的固结度、强度增长、抗滑稳定和变形。1. 竖向排水体的设计竖向排水体包括塑料排水板、砂井等，设计内容包括深度、间距、 直径、平而布置和表而砂垫层材料及厚度等。(1) 深度排水竖井的深度应根据建筑物对地基的稳定性、变形要 求和工期要求确定，对以地基抗滑稳定性控制的工程，竖井深度至 少应超过最危险滑动而2.0m。对以变形控制的建筑，竖井深度应根 据在限定的预压时间内需要完成的变形量控制，竖井应穿透受压土 层。仅从地基的固结要求考虑，砂井深度应根据土层条件、附加应 力分布、施工因素等确定。一般尽可能打至下面的透水层或砂类透 镜体
8、;但黏土层很厚而透水层很深时则应以沉降所要求的处理深度来 决定;可先初定一个深度待固结计算后再作调整。(2) 直径排水竖井分为普通砂井、袋装砂井和塑料排水带，普通 砂井直径可取30(f500mm,袋装砂井直径可取70120mm,塑料排水 带的当量换算直径可按下式计算：(3) 间距与井径比由固结度可见，井径比n愈小，固结愈快。因而砂井直径一定时, 可以采用小的砂井间距，但是若间距太少则砂井数目就要增加，涂 抹作用和扰动影响也就会增加。设计时，竖井的间距可按井径比n 选用(n=de/dw, dw为竖井直径，对排水板可取dw=dp)。排水板和袋 装砂井可按n二1522选用，普通砂可按n二68选用。(
9、4) 平面排列砂井的平而布置常用有三角形和正方形两种形式，平面上圆的等 效直径de与砂井间距的关系为：等边三角形排列de二1. 05(3. 2-2)正方形排列de=l. 13(3. 2-3)(5) 砂垫层、砂料选用应在砂井或排水板顶部铺设砂垫层并且要很好的交叉“搭接”。 砂垫层的厚度在陆地上约0.50.8m,水下r2m,铺设范围要超出建 筑物的底而。砂源如果不足，可用排水砂沟代替砂垫层。砂井和砂垫层属人工增设的排水通道，因而须有良好的排水性能, 一般选择洗净中砂、中粗砂;砾砂或矿渣材料也可应用。砂井和砂垫 层材料的含泥量应小于3%o2. 预压荷载设计、荷载分级、加载速率和预压时间;(1) 确定
10、预压区范围预压荷载顶而的范围应等于或大于建筑物基础外缘所包围的范围。(2) 预压荷载、加载速率预压荷载大小应根据设计要求确定。对于沉降有严格限制的建筑, 应采用超载预压法处理，超载量大小应根据预压时间内要求完成的 变形量通过计算确定，并宜使预压荷载下受压土层各点的有效竖向 应力大于建筑物荷载引起的相应点的附加应力。加载速率应根据地基土的强度确定。当天然地基土的强度满足预 压荷载下地基的稳定性要求时，可一次性加载，否则应分级逐渐加 载，待前期预压荷载下地基土的强度增长满足下一级荷载下地基的 稳定性要求时方可加载。分级加压荷载确定1) 利用地基的天然抗剪强度计算第一级容许施工的荷载P1。对 长条梯形填土，可根据Fellenius公式估算：pl=5. 52cu/K(3. 2-4)式中：cu天然地基不排水抗剪强度。由无侧限、三轴不排水剪 试验或原位十字板剪切试验测定。K安全系数,建议采用1. T1.5o2) 计算第一级荷载下地基强度增长值。在P1荷载下，经过一段时间预压地基强度会提高，提高以后的 地基强度为culcul= (cu+c u) (3. 2-5)式中cuPl作用下地基因固结而增长的强度，它和土层的固结 度有关，一般可先假定一固结度例如可假设为70%,然后求出强度 增量cu考虑剪切蠕动的强度折减系数。可取0.750. 90,剪应力大 取低值，反之取高值。
