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1、1,2,排水固结技术,Drain Consolidation,地基处理技术,Technical of Soil Improvement,3,1 概 述,排水固结法能解决软粘土地基的沉降和稳定问题。可使地基的沉降在预压期间基本完成或大部分完成，保证建筑物在使用期间不致产生过大的沉降和沉降差。同时可增加地基土的抗剪强度，提高地基的承载力和稳定性。,排水固结法是由排水系统和加压系统两部分共同组合而成的。,4,排水系统,加压系统,5,根据排水系统和加压系统的不同，排水固结法可分为堆载预压法、砂井(包括袋装砂井、塑料排水板等)堆载预压法、真空预压法、降低地下水位法和电渗法。,排水固结法的种类,堆载预压法
2、和砂井堆载预压法唯一的区别在于：前者的排水系统以天然地基土层本身为主；而后者在天然地基中还人为地增设了诸如砂井等排水系统。,6,1.1 排水固结法的原理,加 固 软 土 层,竖 向 排 水 体,排水垫层,水平排水盲沟,7,堆载预压法就是用填上等外加荷载来增加总应力并使超静孔隙水压力u消散从而增加有效应力的方法。降低地下水位和电渗排水法是总应力不变,减少孔隙水压力来增加有效应力的方法。,排水固结法的原理,8,1.2 排水固结法的应用范围,用于处理软粘土地基，是十分有效的方法。,按照使用目的可以解决两个问题,沉降问题,稳定问题,9,沉降问题(settlement problems),10,采用竖向
3、排水固结与不采用竖向排水固结的实测沉降-时间曲线对比,11,采用竖向排水固结与不采用竖向排水固结的实测沉降-时间曲线对比,12,不排水-等载预压排水-超载预压排水的沉降曲线,13,竖向排水提高边坡稳定性,14,系统组成排水系统,15,系统组成排水系统,材料,Wick Drains,sand,gravel,16,系统组成排水系统,Vertical Wick Drains,17,Vertical Wick Drains,18,Horizontal Drains,水平排水体,19,Horizontal Drains,水平排水体,20,系统组成加压系统,堆载,桥头高填土堆载预压,场地高填土堆载预压,2
4、1,临时填土堆载预压,22,Vacuum Consolidation,系统组成加压系统,真空预压,23,预压法是以事先完成的沉降和由于固结使地基强度增长的两个要素为目标的，这种加固方法成立的背景，是以具有饱和粘性土地基由于固结而增加强度，以及所谓一旦地基固结沉降，即使卸掉荷载实际上也不恢复原来状态这两种条件而构成的。,24,2 砂井排水固结设计计算,丹尼尔.莫兰（）最早（1925年）将垂直砂井用于土的深层加固，1926年获得专利。,Sand Drains,25,2.1 砂井设计,砂井地基的设计工作即为选择适当的砂井长度、直径、间距、以及形成有效的砂井排水系统所需的材料、砂垫层厚度等，以随地基在
5、批载预压过程中，在预期的时间内，达到所需要的固结度(通常定为80)。,1砂井直径和间距,常采用“细而密”原则。,一般砂井直径：300400mm；间距：68倍井径。,袋装砂井直径：70120mm；间距：1530倍井径。,26,2砂井长度,根据现场各种因素定。（土层厚、有无透水层、压缩层厚度、承压水、稳定控制、沉降控制量等）一般1025米。,27,3砂井排列,正三角形排列,正方形排列,排水路径,28,29,l,l,de,de,30,4.砂井的布置范围:,大出基础轮廓线24m。,5.砂垫层,在砂井顶面应铺设排水砂垫层，以连接砂井，引出从上层排入砂井的渗流水。砂垫层的厚度一股为0.30.5m(水下砂垫
6、层厚度为1.0m左右)。如砂料缺乏，可采用连通砂井的纵横砂沟代替整片砂垫层。,31,用固结度表示为：,竖向固结度由太沙基一维理论计算。,径向固结度等应变条件下用下式：,井径比,2.2 砂井地基固结度的计算,32,2逐渐加荷条件下地基固结度的计算,目前常用的有太沙基修正法和曾国熙提出的改进的高木俊介法，理论上可以证明，能者是近似的，而后者是精确的。改进的高木俊介法通常将实际荷载简化为多级等速加荷，最常用的公式为；,33,34,35,36,37,2.3 地基抗剪强度增长的预计,38,3 真空预压法,39,真空膜,40,水气收集管道系统,41,水气收集管道系统,42,工作原理,43,处理效果数据,44,真空预压模型试验,45,真空预压处理现场鸟瞰,46,排水预压法的其他一些现场施工照片,47,48,49,50,51,52,53,54,
