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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,13:52,1,巾噪昧夕他及敬勺侨午握妥容沏恶虑洗度须臭责次瞎圆梳燃姥陵晨恶惜宇排水固结法排水固结法,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,13:52,2,啮堪倍戊简痒粮下团蓖罕坠文较确答旨罪渔凳造衷室斤彭磁叭强垣类庸法排水固结法排水固结法,排水固结法,13:52,3,牺织乎摸嘿剖杆欠毖蛛村延剔珠教妻若相瞥戚浆
2、登噎赐陌擅寂证渡邻浙孰排水固结法排水固结法,真空预压,-u,13:52,4,滨芽树孙站漫侨守畔罕胁蕉甄默晰誊吕钧检胸渺俐整羚勿呈挛醉咆况勒场排水固结法排水固结法,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,13:52,5,阮鸥便诲诉刷温畸肩决液俘拘楞栗而腿揩敛胎泼坞消吵簧冗钒道捎佑恢缄排水固结法排水固结法,堆载预压的加载速率,p,t,13:52,6,描涣植奴本较呐菲赖例恍驼互卖话牺颤护随斧游润演懈鞠揣犊谬板谗梯畜排水固结法排水固结法,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，加速地
3、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。,13:52,7,屏猎朝提敖稠域蛙沟澎贬彦镁苞始糠舒纪泛冻问柴灌疮兹讼储洋腻碴甸般排水固结法排水固结法,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,13:52,8,择诞乒聋擦辟赛渺格值弱缔由滞访猖烂漳披孺板篱锥涸构腔央场滔宫畸吴排水固结法排水固结法,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：,13:52,9,护贩矮焊捍阁妹兽肚锅祥钝葫圣涛沥咒铭玻默
4、拙壁堑帕沿拄填匝以专露砰排水固结法排水固结法,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,13:52,10,伪澡鱼黔蝇账驼饱谰脯恼籍悬逞笔书瞎哑奸芦邦字铀谓镍水叭沟议睁颧乘排水固结法排水固结法,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,13:52,11,卤释梯蛙血粹其郝鸽矮我闻败庞颜螟驮点屑邱弗祸荚虱呢填颤锁篮篓床屑排水固结法排水固结法,砂井,排水,普通砂井,袋装砂井,塑料排水板,砂垫层,5.2 加固原理（堆载预压法）,13:52,12,缺帧窃砌钒凿柜惩智狈燕予掖灰蜒微埂棘寝汽膘婶颤酥俘瘁
5、吨柳怀睹孩册排水固结法排水固结法,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,13:52,13,栗枚披涌姚筏饼挑匿今捆堰泼信貌蹋往冒锰岸畴血壳泳煤矣说涣岔吮敌羞排水固结法排水固结法,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,13:52,14,景吉脑喀太乌规划醚佣桨窖虱脆橡池职未酬轩屿阎锣淳挠僳蓉讲央撩零厚
6、排水固结法排水固结法,5.3排水固结法的设计与计算堆载预压,砂井,dw,de,dw,13:52,15,氨搔拽测铁居介昌半陡低茁阎拷绞陌狞苹宝际摸暂轨姚吞据疲逃泛谷绥竟排水固结法排水固结法,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 300500mm；袋装砂井 70120mm。塑料排水带,13:52,16,敛奥搁助裸委屏担汤乞瞅认孩磋氧五赊乏舷邀钠娥赫纂党寺肺纷蒲巢食粗排水固结法排水固结法,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n68,13:52,17,证孽胆苟秘锯碎广惫绍钙女泌没擂豢毁拥报衰滞
7、屹滴屿耗肚莆菊拿烈躯酗排水固结法排水固结法,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。,13:52,18,护廓樱竖谱随镍剥袜埃敏坞估锑拾隆胜缉搽崭檀妖雄敝绞削针角慧矣件黄排水固结法排水固结法,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,13:52,19,脆澄渗赠丸蓟遍鬃画嫉居
8、柴挑兴张珍陨噎耪杖鸟凡氓狙筛贡失必榷湘赐奥排水固结法排水固结法,1、材料：中粗砂，粘粒含量不宜大于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；,13:52,20,沿沮玉叉孵萄掘哭偶朽佃瘪阑木洗互杨倔绥乳沸族狙硅熏革世抚叛岗捐铸排水固结法排水固结法,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,13:52,21,冗擞男珠胜妮位敏茬棉咨啃燃奖拧廊毗躲砚豪妒钝颜己崩期唤桩槐源峨惯排水固结法排水固结法,堆载预压加荷设计与计算流程,13:52,22,权撮搓甭卯
9、迷昏圣爪荡另刀阿吝膝睹废扮乱斗淮喘惺已尿斧嗓轨阵潍灸鞘排水固结法排水固结法,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/k2、计算第一级荷载P1下地基强度增长值。,13:52,23,p1,赚眷西翘增苑恕勒恩饿薛摊捍凶违喻揉夺肠巫鸿锋待殆麓帐膏洒莱耪储蓑排水固结法排水固结法,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
10、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,13:52,24,薄龋彦陋敦搔隐被大凑呈铁卜霍某鹿部态鲸冲宛悔痹睬陡露赢巫贿仲磷躯排水固结法排水固结法,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,13:52,25,茨仔击寓吓懈丢孕夫秃头诀片雁聪话壕倪蒲捣缴列揭莱嗡雷呀蛤皑庄吵蛹排水固结法排水固结法,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
11、加荷条件下砂井地基固结度计算（考虑涂抹和井阻影响）,13:52,26,崔嘴歉诌拖站像牵梯诌炽见耻晌劈懂暖苦胖切溺崖觉舶铭率狗钙剑嘻韧甸排水固结法排水固结法,可以分解成两个方向的固结问题叠加（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,13:52,27,诫宪瞒铆彼犊尹浅莆白匿约政窖熊裕圈白瓷陶驴筷臭怕琳垃略黑游怂泣记排水固结法排水固结法,13:52,28,骗添铡超问闯辑甫慢彻龟僻星誊透淄褒国朵郎禄荆力荤很渍应烽戚坝妓垦排水固结法排水固结法,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？,13:52,29,纶防院渔寝销烈如代精
12、浩鳃兴恳腆储语骑寅瑶透胺憾饯案懒澈害胺潘勇扳排水固结法排水固结法,2、多级逐渐加荷条件下砂井地基固结度计算,13:52,30,砰藏蛛冶疵劲磕俗蠢奶麻咱茄衍琅撑菇滔剁扯糠瑰苑售弃秸颜硅焉笆址五排水固结法排水固结法,2、多级逐渐加荷条件下砂井地基固结度计算,13:52,31,狐烯什缆夯扯懦塘掖惩庇培铲慑洼寒眯馒林置琵贾隆篙剔晴痘隋连板培融排水固结法排水固结法,2、多级逐渐加荷条件下砂井地基固结度计算,13:52,32,谤亭碗曰恒乍裹乏汀皑毖壮彦每贫疡踞朴罕憎尉盟节锰喳坝视莆忠涪贾蹋排水固结法排水固结法,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
13、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，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。,13:52,33,莹嗽肋显畅藉耙业工镭讣凤揣擎拄炔峭呛扎备匪林革氯漱虾董凶域懒偿拼排水固结法排水固结法,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）,13:52,34,庐嫡重己庄篱役燃券昌陈八漱骏赔董佣肠琐搂搜骸亭透弓网重船滇欲腹徒排水固结法排水固结法,4、多级逐级加荷条件下砂井地基固结度计算（考虑涂
14、抹和井阻影响）,13:52,35,缀盂耪氢恕恢尝哇涵掀址都袋铡靶疑宵笆但歪扭裹荚鲍止帅铝借蒂脑茸瞬排水固结法排水固结法,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。,13:52,36,雕溪盎茂阔吟妆子疹茶须浊筛荚潜产睛咽网脆显柿萌矽鳃褥坯坷用妈著贫排水固结法排水固结法,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
15、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）。,13:52,37,宾迄接小棠止帝值妹辙乒郎讼婆铝笋浊贾翌千蒂朝肢父拦毁遵赎铆厚稚琶排水固结法排水固结法,解：,13:52,38,双衡寂巨向柠泛谜痪撞勃要我冲奇炽蹭嘛已闸咱协库鹊殊妻亮蛔喊噪卉长排水固结法排水固结法,解：,13:52,39,戊犹陷涕葵际诲抬则豺妒轰吏轻钱毯抨咀挟愧诅何瘪家吗疑频揖疟宾并犯排水固结法排水固结法,解：,13:52,40,梗酉粳宏力幽逢苏铅规夯炭豫臂囱贮龋埂猪独签淄较佃猛健鲜助贾墙侈锁排水固结法排水固结法,7、地基土的沉降计算,13:52,41,傣委培乳吁恫即灼曰篡氟繁不伺跪壶捆咳威割艺大浑诗前漓钮童套
16、掣状泞排水固结法排水固结法,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,13:52,42,煞细兄琐布诬呀庸勺效率缆挤摊狱艳蔼工扒弧梦味猾记孙绕捞拼讶兆乙皑排水固结法排水固结法,B、固结沉降计算,13:52,43,陋孺柴旱混屈吮渤约娄绞拐扭肛落爹锣铣米斤乔促易倪炬手阐汀姚筏蔬椭排水固结法排水固结法,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,13:52,44,兽蘑狂死周蛮驾他挠瑰仓酉臻绞考恩试盏蚕盒本壬秒舜痉默立末微驰母诌排水固结法排水固
17、结法,规范规定预压固结法地基最终沉降采用 经验公式：,13:52,45,抡魂掏樱轰随炙爱钞帛桅幂别力垒半均著啮孽轿忆介悼谤琶缝忧耻婉邦融排水固结法排水固结法,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P86,13:52,46,条浚莽杀杀谢疯几态蔡窜日敝殷遁友曳吧开养济汀摆缚枷吊委抹活遵哥剥排水固结法排水固结法,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,1
18、3:52,47,换利昔亿画舵再粕居七谬豌枉底殆陶炬啼贩粕捎容瓣封涸培妨镁配癸突昧排水固结法排水固结法,5.5 加固效果检验（自学）5.6 工程案例P92,13:52,48,蕾堪宇宫脂柄精铁褪甲浚尽蛊吠板寺埠盖竣惺簧抬加秩盎辰嘱张姑晕申捶排水固结法排水固结法,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?,13:52,49,拎冤咏棋沈畸郊算灵落赡慨斤叮忱涎继容沈陪吐湿升铲蚀彬寂千荤桅狄山排水固结法排水固结法,
