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1、第四节第四节 排水固结的施工排水固结的施工 包括三部分：铺设水平垫层、设置竖向排水体和包括三部分：铺设水平垫层、设置竖向排水体和施加荷载施加荷载一、水平排水垫层的施工一、水平排水垫层的施工 铺设水平垫层的目的：铺设水平垫层的目的：连通水体，将土体中渗连通水体，将土体中渗出的水迅速排出，同时防止土颗粒堵塞排水通道；出的水迅速排出，同时防止土颗粒堵塞排水通道；对软粘土地基起到持力层的作用。对软粘土地基起到持力层的作用。1.垫层材料垫层材料 宜用中粗砂，一般不宜选用粉砂和细砂；砂垫层宜用中粗砂，一般不宜选用粉砂和细砂；砂垫层的干密度的干密度。2.水平排水系统的设置水平排水系统的设置 应设置与砂垫层连
2、同的盲沟，平行布置，与积水应设置与砂垫层连同的盲沟，平行布置，与积水井相连，盲沟与明沟相连。井相连，盲沟与明沟相连。3.垫层厚度垫层厚度 厚度应能保证土从土中渗出的水能及时排出；厚度应能保证土从土中渗出的水能及时排出；厚度应满足施工时的承载要求。厚度应满足施工时的承载要求。 一般厚度取一般厚度取3050cm，水下施工可取。，水下施工可取。4.垫层施工垫层施工 地基土表层可承受一般机械运行时，采用机械分地基土表层可承受一般机械运行时，采用机械分堆摊铺或顺序推进摊铺法；堆摊铺或顺序推进摊铺法； 不能时可选用人力车或轻型皮带传输机由里向外不能时可选用人力车或轻型皮带传输机由里向外或一边向另一边铺设；
3、或一边向另一边铺设； 铺设荆笆、透水性好的编织物或土工聚合物。铺设荆笆、透水性好的编织物或土工聚合物。5.施工要点施工要点 厚度和平面尺寸要符合设计要求；误差小于厚度和平面尺寸要符合设计要求；误差小于10； 与竖向排水体连接好，不允许混入杂物，防止堵与竖向排水体连接好，不允许混入杂物，防止堵塞排水通道；塞排水通道； 避免堆地基土产生扰动；避免堆地基土产生扰动； 对真空预压垫层，面层对真空预压垫层，面层4cm厚度范围内不得有带厚度范围内不得有带棱角的硬物。棱角的硬物。二、竖向排水体的施工二、竖向排水体的施工(一一)砂井施工砂井施工1.砂井材料砂井材料 砂井的材料应采用中砂，不得含有杂物；砂井的材
4、料应采用中砂，不得含有杂物； 砂粒级配应满足下式，保证有反滤作用；砂粒级配应满足下式，保证有反滤作用；2.施工顺序施工顺序 应遵循：先中间后周边的原则应遵循：先中间后周边的原则3.施工工艺施工工艺 砂井成孔方法有：砂井成孔方法有：套管法、射水法、螺旋钻成孔套管法、射水法、螺旋钻成孔法和爆破法法和爆破法。套管法套管法 套管法是将带有活瓣桩尖活套有混凝土端靴的套套管法是将带有活瓣桩尖活套有混凝土端靴的套管沉入到土层预定深度后，再灌砂、拔管成砂井。管沉入到土层预定深度后，再灌砂、拔管成砂井。 根据沉管工艺不同，分为：静压沉管法、锤击沉根据沉管工艺不同，分为：静压沉管法、锤击沉管法、锤击静压联合沉管法
5、和振动沉管法。管法、锤击静压联合沉管法和振动沉管法。 施工要点：沉管到设计深度施工要点：沉管到设计深度灌水至充满灌水至充满灌砂灌砂至充满至充满拔管。拔管。射水法射水法 射水法是利用射水管的高速水流的冲击及环刀的机射水法是利用射水管的高速水流的冲击及环刀的机械切削作用。破坏土体，形成具有一定直径和深度的械切削作用。破坏土体，形成具有一定直径和深度的砂井，然后灌砂形成砂井。砂井，然后灌砂形成砂井。主要机具设备主要机具设备a.高压水泵；高压水泵；b.冲管；冲管；c.卷扬机。卷扬机。施工工艺施工工艺 a.机具就位，埋设护筒；机具就位，埋设护筒；b.冲管起吊，对准砂井中冲管起吊，对准砂井中心；心；c.成
6、孔至设计深度；成孔至设计深度；d.提起冲管并清孔；提起冲管并清孔；e.灌砂。灌砂。施工要点施工要点a.控制好冲孔水压力和时间；控制好冲孔水压力和时间；b.保证灌砂量和灌砂率；保证灌砂量和灌砂率；c.做好清孔工作；做好清孔工作；d.做好泥浆排放工作；做好泥浆排放工作；e.淤泥或淤泥质土施工要慎重；淤泥或淤泥质土施工要慎重；f.井口要保证高出自然地面。井口要保证高出自然地面。4.质量要求质量要求保证砂井连续和密实，不缩颈；保证砂井连续和密实，不缩颈；减少对周围土体的扰动；减少对周围土体的扰动；砂井长度、直径、间距要满足设计要求；砂井长度、直径、间距要满足设计要求；水平位置偏差未砂井直径，垂直度为。
7、水平位置偏差未砂井直径，垂直度为。(二二)袋装砂井施工袋装砂井施工 优点：优点：能够保证砂井的连续性；能够保证砂井的连续性；打设设备轻打设设备轻型化；型化；用砂量减少，工效高，造价低。用砂量减少，工效高，造价低。1.砂袋材料要求砂袋材料要求 良好透水性；良好透水性；足够的抗拉强度；足够的抗拉强度；一定的抗一定的抗老化性能；老化性能；耐环境水腐蚀性能。耐环境水腐蚀性能。2.施工机具施工机具 袋装砂井成孔方法：锤击打入法、射水法、静力袋装砂井成孔方法：锤击打入法、射水法、静力压入法、钻孔法和振动沉管法。压入法、钻孔法和振动沉管法。目前，国内常用的是振动沉管法。目前，国内常用的是振动沉管法。3.施工
8、工艺施工工艺施工顺序施工顺序 放线测量放线测量机具定位机具定位设置桩尖设置桩尖沉管成孔沉管成孔投投送砂袋送砂袋拔管成井拔管成井施工方法施工方法 灌砂；灌砂；a.先投后灌法；先投后灌法；b.先灌后投法；先灌后投法；沉管；沉管；吊送砂袋与拔管成桩。吊送砂袋与拔管成桩。4.施工要点施工要点(三三)塑料带排水法施工塑料带排水法施工 塑料带排水法是将带状塑料排水带用插带机将其塑料带排水法是将带状塑料排水带用插带机将其插入软土中作为竖向排水体，通过改善排水条件，促插入软土中作为竖向排水体，通过改善排水条件，促使地基软土再荷载作用下排水固结。使地基软土再荷载作用下排水固结。塑料排水带的设计计算方法与砂井相同
9、。其当量换算直径Dp可按下式计算：2.塑料排水带的性能塑料排水带的性能3.塑料排水带的施工塑料排水带的施工施工机具施工机具要求：要求：具有较低的接地压力和较高的稳定性；具有较低的接地压力和较高的稳定性； 插带速度快，对地基扰动小；插带速度快，对地基扰动小； 移位迅速，对位容易。移位迅速，对位容易。导管靴和桩尖导管靴和桩尖 导管靴有：圆形和矩形。桩尖因导管靴不同而选导管靴有：圆形和矩形。桩尖因导管靴不同而选择不同桩尖。择不同桩尖。 桩尖的作用：防止淤泥等进入管内，防止回带及桩尖的作用：防止淤泥等进入管内，防止回带及锚定塑料带锚定塑料带施工工艺施工工艺三、预压荷载的施工三、预压荷载的施工 可分三类
10、：可分三类：利用建筑物自重加压；利用建筑物自重加压；施加外部施加外部荷载（堆载预压法）；荷载（堆载预压法）；减小地基土的孔隙水（真空减小地基土的孔隙水（真空预压法）预压法）(一一)利用建筑物的自重利用建筑物的自重 在未经预压的天然软土地基上直接建造建筑物。在未经预压的天然软土地基上直接建造建筑物。如：路堤、土坝、贮矿场、油罐、水池等。如：路堤、土坝、贮矿场、油罐、水池等。(二二)堆载预压堆载预压1.施工工艺施工工艺(二二)真空预压施工真空预压施工1.施工工艺施工工艺2.施工设备施工设备 包括：真空泵和一套膜内、外管路包括：真空泵和一套膜内、外管路真空泵真空泵3.密封系统密封系统 由密封膜、密封
11、沟和辅助密封措施组成。由密封膜、密封沟和辅助密封措施组成。 密封膜：一般铺密封膜：一般铺3层。层。 密封要求：一是膜与软土的接触有足够的长度，密封要求：一是膜与软土的接触有足够的长度，以保证有足够长的渗透途径；二是膜周边密封处应以保证有足够长的渗透途径；二是膜周边密封处应有一定的压力，保证膜与软土接触紧密。有一定的压力，保证膜与软土接触紧密。 密封方式主要有：挖沟折膜法和平铺膜法。密封方式主要有：挖沟折膜法和平铺膜法。4.施工要点施工要点第五节第五节 施工观测及质量检验施工观测及质量检验一、地基土的物理力学性能指标检验一、地基土的物理力学性能指标检验二、孔隙水压力观测二、孔隙水压力观测1.观测
12、仪器观测仪器 双管式孔隙压力计和钢弦式孔隙压力计。双管式孔隙压力计和钢弦式孔隙压力计。2.观测点的布置观测点的布置 一般布置在场地中央，堆载坡顶及堆载坡角的不一般布置在场地中央，堆载坡顶及堆载坡角的不同深度处。同深度处。3.资料应用资料应用 计算固结度；计算固结度；用用u/p值控制加荷速率；值控制加荷速率；用用u-p曲线控制加荷速率曲线控制加荷速率观测项目：孔隙水压力，沉降，边桩位移，真空度等观测项目：孔隙水压力，沉降，边桩位移，真空度等三、沉降观测三、沉降观测1.观测点的布置：观测点的布置： 沿场地对称轴线、场地中心、坡顶、坡脚和场外沿场地对称轴线、场地中心、坡顶、坡脚和场外10m范围范围2
13、.资料应用资料应用 推算最终变形量；推算最终变形量；求任意时间固结度；求任意时间固结度；控制加荷速率。控制加荷速率。四、边桩位移观测四、边桩位移观测五、例题五、例题1.某建筑场地为淤泥质粘土场地，固结系数某建筑场地为淤泥质粘土场地，固结系数ch=cv=210-3cm2/s,受压土层厚度为受压土层厚度为15m，采用的袋装砂井直径为，采用的袋装砂井直径为70mm，袋装砂井等边三角形布置，间距，深度，袋装砂井等边三角形布置，间距，深度15M，砂井底部为隔水层，砂井打穿受压土层，采用预压，砂井底部为隔水层，砂井打穿受压土层，采用预压荷载总压力为荷载总压力为120kpa，分两级等速加载，如不考虑竖井，分
14、两级等速加载，如不考虑竖井井阻和涂抹的影响。井阻和涂抹的影响。求：加荷后求：加荷后100天受压土层之平均固结度为？天受压土层之平均固结度为？ 如使受压土层平均固结度达到如使受压土层平均固结度达到90 %，需要多少天？，需要多少天？ 10203040506070408012070160747 52习题习题1.某建筑场地为淤泥质土，固结系数为某建筑场地为淤泥质土，固结系数为ch=cv=2.510-3cm2/s，受压土层厚度为，受压土层厚度为10m，袋装砂井直径为，袋装砂井直径为70mm，袋装砂井等边三角形布置，间距，深度，袋装砂井等边三角形布置，间距，深度10M，砂井底部为透水层，砂井打穿受压土层，采用预压，砂井底部为透水层，砂井打穿受压土层，采用预压荷载总压力为荷载总压力为100kpa，一次等速加载，加荷速度为每天，一次等速加载，加荷速度为每天10kpa，如不考虑竖井井阻和涂抹的影响。，如不考虑竖井井阻和涂抹的影响。求：井陉比求：井陉比n是多少？是多少？ 参数参数、分别是多少？分别是多少？ 加荷后加荷后50天，受压土层平均固结度是多少？天，受压土层平均固结度是多少？ 如使受压土层平均固结度达到如使受压土层平均固结度达到90%，需要多少天？，需要多少天？
