地基處理排水固結(jié)法

排水固結(jié)法

排水固結(jié)法

排水固結(jié)法是目前土木工程廣為采用的地基處理方法，通過國內(nèi)外眾多專家學(xué)者近50年的共同努力，在排水系統(tǒng)、水荷載預(yù)壓、水下真空預(yù)壓、真空井點降水、真空聯(lián)合堆載預(yù)壓加固等方面均取得了大量有較高水平和實用價值的成果并在工程中得到廣泛的應(yīng)用。在堆載排水預(yù)壓法的應(yīng)用方面，我國已有大量成功經(jīng)驗與應(yīng)用成果（如廣東的高速公路、深圳灣填海等大型堆載預(yù)壓加固項目）。深圳河真空預(yù)壓全貌深圳美視媽灣油庫海上拋石圍堤、海上鋪設(shè)土工布、回填砂和插板并堆載預(yù)壓竣工后使用現(xiàn)場中交四航院進(jìn)行的交通部綜合地基加固現(xiàn)場試驗（在潮間帶插鋪土工布、回填砂墊層、插排水板，并用真空氣體、水荷載流體和堆砂固體進(jìn)行三相體聯(lián)合預(yù)壓）中交四航院珠海前山水荷載預(yù)壓加固示意圖中交四航院深圳媽灣潮間帶真空預(yù)壓一角（退潮時）排水固結(jié)加固機理設(shè)計與計算施工工藝質(zhì)量檢驗排水固結(jié)排水固結(jié)法是對天然地基，或先在地基中設(shè)置砂井(袋裝砂井或塑料排水帶)等豎向排水體，然后利用建筑物本身重量分級逐漸加載；或在建筑物建造前在場地先行加載預(yù)壓，使土體中的孔隙水排出，逐漸固結(jié)，地基發(fā)生沉降，同時強度逐步提高的方法。排水固結(jié)常用于解決軟粘土地基的沉降和穩(wěn)定問題，可使地基的沉降在加載預(yù)壓期間基本完成或大部分完成，使建筑物在使用期間不致產(chǎn)生過大的沉降和沉降差。同時，可增加地基土的抗剪強度，從而提高地基的承載力和穩(wěn)定性。排水固結(jié)排水固結(jié)法法是由排水系統(tǒng)和加壓系統(tǒng)兩部分分共同組合合而成。適用范圍適用于處理理各類淤泥泥、淤泥質(zhì)質(zhì)土及沖填填土等飽和和粘性土地地基。砂井法特別別適用于存存在連續(xù)薄薄砂層的地地基。但砂砂井只能加加速主固結(jié)結(jié)而不能減減少次固結(jié)結(jié)，對有機機質(zhì)土和泥泥炭等次固固結(jié)土，不不宜只采用用砂井法。。克服次固固結(jié)可利用用超載的方方法。真空預(yù)壓法法適用于能能在加固區(qū)區(qū)形成(包括采取措措施后形成成)穩(wěn)定負(fù)壓邊邊界條件的的軟土地基基。降低地地下水位法法、真空預(yù)預(yù)壓法和電電滲法由于于不增加剪剪應(yīng)力，地地基不會產(chǎn)產(chǎn)生剪切破破壞，所以以它適用于于很軟弱的的粘土地基基。排水固結(jié)法法分類根據(jù)加壓和和排水兩個個系統(tǒng)的不不同，派生生出多種固固結(jié)加固地地基的方法法：美國跨越金金山灣南端端的Dumbarton橋東側(cè)引道道路堤場地地，路堤下下淤泥的抗剪強度＜＜5kPa，其固結(jié)時時間將需要要30～40年，為了支支撐路堤和和加速所預(yù)預(yù)計的2m沉降量,采用如下方方案：1、采用土工工聚合物以以分布路堤堤荷載和減減小不均勻勻沉降；2、使用輕質(zhì)質(zhì)填料以減減輕荷載；；3、采用豎向向排水體使使固結(jié)時縮縮短到一年年以內(nèi)；4、設(shè)置土工工聚合物濾濾網(wǎng)以防排排水層發(fā)生生污染等。。加固機理(1)堆載預(yù)壓加加固機理(2)真空預(yù)壓加加固機理(1)堆載預(yù)壓加加固機理預(yù)壓法：在建筑物物建造以前前，在建筑筑場地進(jìn)行行加載預(yù)壓壓，使地基基的固結(jié)沉沉降基本完完成并提高高地基土強強度的方法法。在飽和軟土地地基上施加加荷載后，，孔隙水被被緩慢排出出，孔隙體體積隨之逐逐漸減少，，地基發(fā)生生固結(jié)變形形。同時隨隨著超靜水水壓力逐漸漸消散，有有效應(yīng)力逐逐漸提高，，地基土強強度逐漸增增長。在荷載作用下下，土層的的固結(jié)過程程就是超靜靜孔隙水壓壓力(簡稱孔隙水水壓力)消散和有效效應(yīng)力增加加的過程。。堆載預(yù)壓固固結(jié)法示意意圖(2)真空預(yù)壓加加固機理真空預(yù)壓法法：在需要加加固的軟土土地基表面面先鋪設(shè)砂砂墊層，然然后埋設(shè)垂垂直排水管管道，再用用不透氣的的封閉膜使使其與大氣氣隔絕，薄薄膜四周埋埋入土中，，通過砂墊墊層內(nèi)埋設(shè)設(shè)的吸水管管道，用真真空裝置進(jìn)進(jìn)行抽氣，，使其形成成真空，增增加地基的的有效應(yīng)力力。真空預(yù)壓的的原理主要要反映在以以下幾個方方面：1)薄膜上承受受等于薄膜膜內(nèi)外壓差差的荷載。。2)地下水位降降低，相應(yīng)應(yīng)附加應(yīng)力力增加。3)封閉氣泡排排出，土的的滲透性加加大。真空預(yù)壓法法示意圖真空預(yù)壓法法設(shè)計與計算算排水固結(jié)法法的設(shè)計，，實質(zhì)上就就是進(jìn)行排排水系統(tǒng)和和加壓系統(tǒng)統(tǒng)的設(shè)計，，使地基在在受壓過程程中排水固固結(jié)、強度度相應(yīng)增加加以滿足逐逐漸加荷條條件下地基基穩(wěn)定性的的要求，并并加速地基基的固結(jié)沉沉降，縮短短預(yù)壓的時時間。設(shè)計與計算算堆載預(yù)壓法法處理地基基的設(shè)計應(yīng)應(yīng)包括下列列內(nèi)容：1選擇塑料排排水帶或砂砂井，確定定其斷面尺尺寸、間距距、排列方方式和深度度；2確定預(yù)壓區(qū)區(qū)范圍。預(yù)預(yù)壓荷載大大小、荷載載分級、加加載速率和和預(yù)壓時間間；3計算地基土土的固結(jié)度度、強度增增長、抗滑滑穩(wěn)定性和和變形。設(shè)計與計算算加載預(yù)壓法法設(shè)計包括括加壓系統(tǒng)統(tǒng)和排水系系統(tǒng)的設(shè)計計。加壓系統(tǒng)主主要指堆載載預(yù)壓計劃劃以及堆載載材料的選選用；排水系統(tǒng)包包括豎向排排水體的材材料選用、、排水體長長度、斷面面、平面布布置的確定定。設(shè)計與計算一、加壓系統(tǒng)統(tǒng)設(shè)計目前采用的加加壓方法包括括：堆載法、、利用建筑物物自重法、降降水法、真空空法以及聯(lián)合合法等。設(shè)計與計算1、堆載預(yù)壓法法堆載預(yù)壓是在在建筑施工前前通過臨時堆堆填土、砂、、石、磚等散散料對地基加加載預(yù)壓，使使地基土的沉沉降大部分或或分基本完成成，并因固結(jié)結(jié)而提高地基基承載力，然然后除去堆載載，再行建筑筑施工的一種種處理方法。。該法適用于于各種軟粘土土地基。設(shè)計與計算（1）堆載預(yù)壓的的計算步驟由于軟粘土地地基抗剪強度度較低，無論論直接建造建建筑物還是進(jìn)進(jìn)行堆載預(yù)壓壓往往都不可可能快速加載載，而必須分分級逐漸加荷荷，待前期荷荷載下地基強強度增加到足足以加下一級級荷載時方可可加下一級荷荷載。計算步驟：先先用簡便的方方法確定一個個初步的加荷荷計劃，然后后校核這一加加荷計劃下地地基的穩(wěn)定性性和沉降。設(shè)計與計算1）利用地基的的天然地基土土抗剪強度計計算第一級容容許施加的荷荷載p1。一般可根據(jù)斯斯開普頓極限限荷載的半經(jīng)經(jīng)驗公式作為為初步估算設(shè)計與計算斯開普頓極限限荷載設(shè)計與計算飽和軟粘土條形填土，可可根據(jù)公式估估算：設(shè)計與計算2）計算第一級級荷載下地基基強度增長值值p1。在p1荷載作用下，，經(jīng)過一段時時間預(yù)壓地基基強度會提高高，提高以后后的地基強度度為Cu1,其中Cu′為p1作用下地基因因固結(jié)而增長長的強度。一一般可先假定定一固結(jié)度，，通?？杉僭O(shè)設(shè)為70%，然后求出強強度增量，η為考慮剪切蠕蠕動的強度折折減系數(shù)。設(shè)計與計算3）計算p1作用下達(dá)到所所確定固結(jié)度度所需要的時時間。達(dá)到某一固結(jié)結(jié)度所需要的的時間可根據(jù)據(jù)固結(jié)度與時時間的關(guān)系求求得。此步計計算目的在于于確定第一級級荷載停歇時時間，即第二二級荷載開始始施加的時間間。設(shè)計與計算4）根據(jù)第二步步所得到的地地基強度計算算第二級所能能施加的荷載載p2。同樣，求出在在p2作用下地基固固結(jié)度達(dá)70%時的強度以及及所需要的時時間，然后計計算第三級所所能施加的荷荷載，依次可可計算出以后后各級荷載和和停歇時間。。設(shè)計與計算5）按以上步驟驟確定的加荷荷計劃進(jìn)行每每一級荷載下下地基的穩(wěn)定定性驗算。如如穩(wěn)定性不滿滿足要求，則則調(diào)整加荷計計劃。6）計算預(yù)壓荷荷載下地基的的最終沉降量量和預(yù)壓期間間的沉降量。。即確定預(yù)壓壓荷載卸除的的時間，這時時地基在預(yù)壓壓荷載下所完完成的沉降降量已達(dá)設(shè)計計要求，所留留的沉降是建建筑物所允許許的。設(shè)計與計算2、超載預(yù)壓對沉降有嚴(yán)格格限制的建筑筑，應(yīng)采取超超載預(yù)壓法處處理地基。經(jīng)超載預(yù)壓后后，如受壓土土層各點的有有效豎向應(yīng)力力大于建筑物物荷載引起的的相應(yīng)點的附附加總應(yīng)力時時，則今后在在建筑物荷載載作用下地基基土將不會再再發(fā)生主固結(jié)結(jié)變形，而且且將減小次結(jié)結(jié)變形，并推推遲次固結(jié)變變形的發(fā)生。。設(shè)計與計算在預(yù)壓過程中中，任意時間間地基的沉降降量可表示為為：可用于：a確定所需的超超載壓力值ps，以保證使用用（或永久））荷載pf作用下預(yù)期的的總沉降量在在給定時間完完成；b確定在給定超超載下達(dá)到預(yù)預(yù)定沉降所需需要的時間。。設(shè)計與計算3、真空預(yù)壓法法真空預(yù)壓法是是在需要加固固的軟土地基基表面先鋪設(shè)設(shè)砂墊層，然然后埋設(shè)豎向向排水體，豎豎向排水體常常采用袋裝砂砂井、或塑料料排水帶。再再用不透氣的的封閉膜使其其與大氣隔絕絕，薄膜四周周埋入土中，，通過砂墊層層埋設(shè)的吸水水管道，用真真空裝置進(jìn)行行抽氣，使其其形成真空，，使土中水排排出，增加地地基的有效應(yīng)應(yīng)力。設(shè)計與計算為了滿足某某些使用荷荷載大，承承載力要求求高的建筑筑物的需要要，1983年開展了真空和堆載載聯(lián)合預(yù)壓壓法的研究，實實踐證明，，真空預(yù)壓壓和堆載預(yù)預(yù)壓的效果果是可以疊疊加的。采采用真空和和堆載聯(lián)合合預(yù)壓法已已獲得過相相當(dāng)130kPa等效荷載的的預(yù)壓效果果。設(shè)計與計算算（1）真空預(yù)壓壓的設(shè)計設(shè)計內(nèi)容除除排水系統(tǒng)統(tǒng)外，主要要包括：密密封內(nèi)的真真空度，加加固土層要要求達(dá)到的的平均固結(jié)結(jié)度，豎向向排水體的的尺寸，加加固后的沉沉降和工藝藝設(shè)計等。。設(shè)計與計算算A.膜內(nèi)真空度度真空預(yù)壓效效果和封閉閉膜內(nèi)所達(dá)達(dá)到的真空空度大小關(guān)關(guān)系極大。。根據(jù)國內(nèi)內(nèi)一些工程程的經(jīng)驗，，當(dāng)采用合合理的工藝藝和設(shè)備，，膜內(nèi)真空空度一般可可維持600mmHg左右，相當(dāng)當(dāng)于80kPa的真空壓力力，此值可可作為最大大膜內(nèi)設(shè)計計真空度。。設(shè)計與計算算B.加固區(qū)內(nèi)要要求達(dá)到平平均固結(jié)度度一般可采用用80%的固結(jié)度。。如工期許許可，也可可采用更大大一些的固固結(jié)度作為為設(shè)計要求求達(dá)到的固固結(jié)度。設(shè)計與計算算C.豎向排水體體一般采用袋袋裝砂井或或塑料排水水帶。真空預(yù)壓處處理地基時時，必須設(shè)設(shè)置豎向排排水體，由由于砂井（（袋裝砂井井或塑料排排水帶）能能將真空度度從砂墊層層中傳至土土體，并將將土體中的的水抽至砂砂墊層然后后排出。若若不設(shè)置砂砂井等就起起不到上述述的作用和和加固目的的。抽真空的時時間與土質(zhì)質(zhì)條件和豎豎向排水體體的間距密密切有關(guān)。。達(dá)到相同同的固結(jié)度度，間距越越小，則所所需的時間間越短.設(shè)計與計算算袋裝砂井間間距與所需需時間關(guān)系系設(shè)計與計算算D.沉降計算先計算加固固前建筑物物荷載下天天然地基的的沉降量，，然后計算算真空預(yù)壓壓期間所完完成的沉降降量，兩者者之差即為為預(yù)壓后在在建筑物使使用荷載下下可能發(fā)生生的沉降。。預(yù)壓期間的的沉降可根根據(jù)設(shè)計要要求達(dá)到固固結(jié)度推算算加固區(qū)所所增加的平平均有效應(yīng)應(yīng)力。設(shè)計與計算算4、真空—堆載聯(lián)合預(yù)預(yù)壓法對承載力要要求高，沉沉降限制嚴(yán)嚴(yán)的建筑物物，可采用用真空—堆載聯(lián)合預(yù)預(yù)壓法。真真空是負(fù)壓壓，堆載是是正壓，通通過實際工工程測出的的效果是可可以疊加的的。真空—堆載聯(lián)合預(yù)預(yù)壓法示意意圖4、真空—堆載聯(lián)合預(yù)預(yù)壓法設(shè)計與計算算真空預(yù)壓的的總面積不不得小于基基礎(chǔ)外邊緣緣所包圍的的面積，一一般真空的的邊緣應(yīng)比比建筑物基基礎(chǔ)外緣超超出2m～3m，另外，每每塊預(yù)壓的的面積盡可可能大，彼彼此間可搭搭接或有一一定間距。。加固面積積越大，加加固面積與與周邊長度度之比也越越大。氣密密性也越好好，真空度度也越高。。根據(jù)現(xiàn)有有的材料和和工藝設(shè)備備，每塊面面積已達(dá)3萬㎡㎡。。當(dāng)在在加加固固區(qū)區(qū)發(fā)發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有有透透氣氣層層和和透透水水層層時時，，一一般般可可在在塑塑料料薄薄膜膜周周邊邊采采用用另另加加水水泥泥土土攪攪拌拌樁樁的的壁壁式式密密封封措措施施。。真空空度度與與加加固固面面積積的的關(guān)關(guān)系系設(shè)計計與與計計算算5、降降低低地地下下水水位位預(yù)預(yù)壓壓法法降低低地地下下水水位位法法是是指指利利用用井井點點抽抽水水降降低低地地下下水水位位以以增增加加土土的的自自重重應(yīng)應(yīng)力力，，達(dá)達(dá)到到預(yù)預(yù)壓壓加加固固的的目目的的。。最適適用用于于砂砂性性土土或或在在軟軟粘粘土土層層中中存存在在砂砂或或粉粉土土的的情情況況。。對于于深深度度的的軟軟粘粘土土層層，，為為加加速速其其固固結(jié)結(jié)，，往往往往設(shè)設(shè)置置砂砂井井并并采采用用井井點點法法降降低低地地下下水水位位。。當(dāng)當(dāng)應(yīng)應(yīng)用用真真空空裝裝置置降降水水時時，，地地下下水水位位約約可可降降低低5m～6m，產(chǎn)產(chǎn)生生的的預(yù)預(yù)壓壓荷荷載載為為50kPa～60kPa，相相當(dāng)當(dāng)于于3m左右右的的砂砂石石堆堆載載。。若若需需要要更更深深的的降降水水時時，，則則需需要要用用高高揚揚程程的的井井點點法法。。設(shè)計與計算算各類井點的的適用范圍圍輕型井點降降水輕型井點降降水噴射井點降降水噴射井點降降水電滲井點降降水電滲井點降降水二級井點降降水二級井點降降水濾管及沉管管濾管及沉管管設(shè)計與計算算6、利用建筑筑物自重加加壓法直接利用建建筑物自身身重量，分分期施工，，使地基在在前期荷載載下固結(jié)，，強度提高高到滿足下下一級荷載載再繼續(xù)施施工，如此此反復(fù)，直直至建筑物物竣工，達(dá)達(dá)到使用荷荷載。由于于在施工過過程中，地地基逐漸發(fā)發(fā)生固結(jié)沉沉降，至建建筑物使用用時沉降大大部分完成成。該法不不需要另外外的加載系系統(tǒng)，經(jīng)濟濟有效。適用于某些些對沉降要要求不嚴(yán)格格（能夠適適應(yīng)較大變變形），而而以地基穩(wěn)穩(wěn)定性為控控制條件的的建筑物，，如路堤、、土壩、油油罐等。設(shè)計與計算算二、排水系系統(tǒng)設(shè)計1）豎向排水水體材料選選擇2)砂井或塑料料排水帶直直徑3)砂井或塑料料排水帶間間距4)砂井排列方方式5)豎向排水體體深度設(shè)計計6）地表排水水砂墊層設(shè)設(shè)計設(shè)計與計算算二、排水系系統(tǒng)設(shè)計1）豎向排水水體材料選選擇豎向排水體體可采用普普通砂井、、袋裝砂井井和塑料排排水帶。若若豎向排水水體長度超超過20m，建議采用用普通砂井井。制作砂砂井的砂宜宜用中粗砂砂，不應(yīng)有有草根等雜雜物，其含含泥量不能能超過3%。設(shè)計與計算算2)砂井或塑料料排水帶直直徑普通砂井直直徑可取300mm～500mm，井徑比為為6～8；袋裝砂井井直徑可取取70mm～100mm;井徑比為15～20；塑料排水帶帶尺寸一般般為100mm×4mm，井徑比為為15～30。塑料排水帶帶的當(dāng)量換換算直徑設(shè)計與計算算3)砂井或塑料料排水帶間間距可根據(jù)地基基土的固結(jié)結(jié)特性和預(yù)預(yù)定時間內(nèi)內(nèi)所要求達(dá)達(dá)到的固結(jié)結(jié)度確定。。通常砂井的的間距可按按井徑比n確定。（（n=de/dw,de為砂井的有有效排水圓圓柱體直徑徑，dw為砂井直徑徑）普通砂井的的間距可按按n=6～8選用；袋裝砂井井或塑料排排水帶的間間距可按n=15～20（30）選用。設(shè)計與計算算3)砂井設(shè)計與計算算4)砂井排列方方式砂井的平面面布置可采采用等邊三三角形或正正方形排列列。以正三三角形排列列較為緊湊湊和有效。。正方形排列列時：de=1.13s正三角形排排列時：de=1.05s式中de—每一個砂井井有效影響響范圍的直直徑;s—砂井間距。。豎向排水體體的布置范范圍一般由由基礎(chǔ)的輪輪廓線向外外增大大約約2m～4m。設(shè)計與計算算5)豎向排水體體深度設(shè)計計豎向排水體體深度主要要根據(jù)土層層分布、附附加應(yīng)力大大小、施工工期限和施施工條件及及地基穩(wěn)定定性等因素素確定。(a)當(dāng)軟土層不不厚、底部部有透水層層時，排水水體應(yīng)盡可可能穿透軟軟土層；(b)當(dāng)深厚的高高壓縮性土土層間有砂砂層或砂透透鏡體時，，排水體應(yīng)應(yīng)盡可能打打至砂層或或砂透鏡體體。而采用用真空預(yù)壓壓時應(yīng)盡量量避免排水水體與砂層層相連接，，以免影響響真空效果果；(c)對于無砂層層的深厚地地基則可根根據(jù)其穩(wěn)定定性及建筑筑物在地基基中造成的的附加應(yīng)力力與自重應(yīng)應(yīng)力之比值值確定(一般為0.1～0.2)；設(shè)計與計算算(d)按穩(wěn)定性控控制的工程程，如路堤堤、土壩、、岸坡、堆堆料等，排排水體深度度應(yīng)通過穩(wěn)穩(wěn)定分析確確定，排水水體長度應(yīng)應(yīng)大于最危危險滑動面面2m的深度。(e)按沉降控制制的工程，，排水體長長度可從壓壓載后的沉沉降量滿足足上部建筑筑物容許的的沉降量來來確定。豎向排水體體長度一般般為10m～25m。設(shè)計與計算算6）地表排水水砂墊層設(shè)設(shè)計砂井頂部應(yīng)應(yīng)鋪設(shè)砂墊墊層，以連連通各砂井井將水排到到工程場地地以外。砂墊層應(yīng)形形成一個連連續(xù)的、有有一定厚度度的排水層層，以免地地基沉降時時被切斷而而使排水通通道堵塞。。陸上施工時時，砂墊層層厚度一般般取0.5m左右；水下下施工時，，一般為1m左右。砂墊層的寬寬度應(yīng)大于于堆載寬度度或建筑物物的底寬，，并伸出砂砂井區(qū)外邊邊線2倍砂井直徑徑。在砂料貧乏乏地區(qū)，可可采用連通通砂井的縱縱橫砂溝（（2D～3D，40cm～60cm）深代替整片砂砂墊層。設(shè)計與計算算現(xiàn)場監(jiān)測設(shè)設(shè)計監(jiān)測項目一一般包括地面沉降觀觀測、水平位移觀觀測和孔隙水壓力力觀測，如有條件件可進(jìn)行地地基中深層層沉降和水水平位移觀觀測?？刂埔螅贺Q井地基基，最大豎豎向變形量量每天不應(yīng)應(yīng)超過15mm，天然地基基，最大豎豎向變形量量每天不應(yīng)應(yīng)超過l0mm；邊邊樁樁水水平平位位移移每每天天不不應(yīng)應(yīng)超超過過5mm；地地基基中中孔孔壓壓不不得得超超過過預(yù)預(yù)壓壓荷荷載載的的50%～60%，并并應(yīng)應(yīng)根根據(jù)據(jù)上上述述觀觀察察資資料料綜綜合合分分析析、、判判斷斷地地基基的的穩(wěn)穩(wěn)定定性性。。預(yù)預(yù)壓壓荷荷載載的的卸卸荷荷時時間間一一般般控控制制在在固固結(jié)結(jié)度度為為85%左右右。。設(shè)計計與與計計算算三、、計計算算理理論論1)地基基固固結(jié)結(jié)度度的的計計算算2)地基基土土抗抗剪剪強強度度的的計計算算3）地地基基的的最最終終豎豎向向變變形形量量設(shè)計計與與計計算算1)地基基固固結(jié)結(jié)度度的的計計算算在一一級級或或多多級級等等速速加加荷荷條條件件下下，，t時刻刻對對應(yīng)應(yīng)總總荷荷載載的的地地基基平平均均固固結(jié)結(jié)度度設(shè)計計與與計計算算α、β參數(shù)數(shù)設(shè)計計與與計計算算2)地基基土土抗抗剪剪強強度度的的計計算算地基基中中某某一一點點在在某某一一時時刻刻的的抗抗剪剪強強度度預(yù)壓壓荷荷載載下下地地基基的的最最終終豎豎向向變變形形量量排水水固固結(jié)結(jié)法法施施工工工工藝藝一、、鋪鋪設(shè)設(shè)水水平平排排水水砂砂墊墊層層；；二、、設(shè)設(shè)置置豎豎向向排排水水體體；；三、、施施加加固固結(jié)結(jié)壓壓力力。。排水水固固結(jié)結(jié)法法施施工工工工藝藝一、、鋪鋪設(shè)設(shè)水水平平排排水水砂砂墊墊層層；；墊層材料：滲水好的砂砂料，其滲透透系數(shù)一般不不低于10-3cm/s，同時能起到到一定的反濾濾作用。常用用級配良好的的中粗砂。也也可采用連通通砂井的砂溝溝（2D-3D，40cm～60cm深）代替整片片砂墊層。不不宜采用粉、、細(xì)砂。墊層厚度：滿足滲流水水能及時排出出，應(yīng)起到持持力層的作用用。一般應(yīng)選選用30cm～50cm厚度。對新吹吹填不久的或或無硬殼層的的軟粘土及水水下施工的特特殊條件，應(yīng)應(yīng)采用厚的或或混合料排水水墊層。墊層施工：機械分堆攤攤鋪、堆成若若干砂堆，然然后用推土機機或人工攤平平。排水固結(jié)法施施工工藝二、豎向排水水體施工材料：30cm～50cm直徑的普通砂砂井；7cm～12cm直徑的袋裝砂砂井；10cm寬的塑料排水水帶。1、砂井施工2、袋裝砂井施施工3、塑料排水帶帶施工排水固結(jié)法施施工工藝1、砂井施工要求：a保證砂井連續(xù)續(xù)和密實，并并且不出現(xiàn)頸頸縮現(xiàn)象；b盡量減少對周周圍土的擾動動；c砂井的長度、、直徑和間距距應(yīng)滿足設(shè)計計要求。先在地基中成成孔，再在孔孔內(nèi)灌砂形成成砂井。應(yīng)盡盡量選用對周周圍土擾動小小且施工效率率高的方法。。典型方法有套套管法、射水水法、螺旋鉆鉆成孔法和爆爆破法。排水固結(jié)法施施工工藝振動沉管法：：以振動錘為為動力，將套套管沉到預(yù)定定深度，灌砂砂后振動、提提管形成砂井井。避免了管管內(nèi)砂隨管帶帶上，保證砂砂井的連續(xù)性性，同時砂受受到振密，砂砂井質(zhì)量較好好。射水法：利用用高壓水通過過射水管形成成高速水流的的沖擊和環(huán)刀刀的機械切削削，使土體破破壞，并形成成一定直徑和和深度的砂井井孔，然后灌灌砂而成砂井井。對土質(zhì)較較好且均勻的的粘性土地基基較適用。排水固結(jié)法施施工工藝螺旋鉆成孔法法：用動力螺螺旋鉆鉆孔，，提鉆后孔內(nèi)內(nèi)灌砂成形。。此法適用于于陸上工程、、砂井長度在在10m以內(nèi)，土質(zhì)較好，，不會出現(xiàn)縮縮頸和塌孔現(xiàn)現(xiàn)象的軟弱地地基。設(shè)備簡簡單而機動，，成孔比較規(guī)規(guī)整，但灌砂砂質(zhì)量較難掌掌握，對很軟軟弱的地基也也不太適用。。爆破法：先用用直徑φ73mm的螺紋鉆鉆成一一個砂井所要要求設(shè)計深度度的孔，在孔孔中放置由傳傳爆線和炸藥藥組成的條形形藥包，爆破破后將孔擴大大，然后往孔孔內(nèi)灌砂形成成砂井。適用用于深度為6m～7m的淺砂井。深圳河打設(shè)砂砂井樁和排水水板示意圖排水固結(jié)法施施工工藝砂井可能產(chǎn)生生的質(zhì)量事故故排水固結(jié)法施施工工藝缺點：套管成孔法在在打設(shè)套管時時必將擾動其其周圍土，使使透水性減弱弱（即涂抹作用）；射水成孔法對對含水量高的的軟土地基施施工質(zhì)量難以以保證，砂井井中容易混入入較多的泥砂砂；螺旋鉆成孔法法在含水量高高的軟土中難難做到孔壁直立，施工中需排排除廢土，適適用范圍受到到一定限制。。對含水量很高高的軟土，應(yīng)應(yīng)用砂井易產(chǎn)產(chǎn)生縮頸、斷頸或錯位現(xiàn)象。普通砂井當(dāng)?shù)氐孛婧奢d較大大時，軟土層層便產(chǎn)生側(cè)向向變形，也可可能使砂井錯錯位。排水固結(jié)法施施工工藝2、袋裝砂井施施工袋裝砂井是普普通砂井的改改良和發(fā)展。。是用具有一一定伸縮性和和抗拉強度很很高的聚丙烯烯或聚乙烯編編制袋裝滿砂砂子，基本解解決了大直徑徑砂井所存在在的問題，使使砂井的設(shè)計計和施工更加加科學(xué)化，保保證砂井的連連續(xù)性；施工工設(shè)備實現(xiàn)了了輕型化，比比較適應(yīng)在軟軟土地基上施施工；用砂量量大為減少；；施工速度快快、工程造價價低，是一種種比較理想的的豎向排水體體。排水固結(jié)法施施工工藝（1）施工機具成孔方式：錘錘擊打入法、、水沖法、靜靜力壓入法、、鉆孔法和振振動貫入法。。用于袋裝砂井井施工的專用用設(shè)備：導(dǎo)管管式振動打設(shè)設(shè)機。排水固結(jié)法施施工工藝（2）砂袋材料的的選擇砂袋材料必須須具有透水、、透氣、足夠夠的強度、韌韌性和柔性，，并且在水中中能起耐腐蝕蝕和濾網(wǎng)作用用。聚丙烯或或聚乙烯編制制袋。袋裝砂井的直直徑一般采用用70mm～120㎜，間距1.5m～2.0m，井徑比為15～20。袋裝砂井的施施工過程袋裝砂井的施施工過程排水固結(jié)法施施工工藝3、塑料排水帶帶施工塑料排水帶是是用專門插板板機將其插入入地基中。然然后在地基表表面加載預(yù)壓壓（或采用真真空預(yù)壓），，土中水沿塑塑料帶的通道道溢出，從而而使地基土得得到加固方法法。排水固結(jié)法施施工工藝（1）塑料排水帶帶材料由芯板和濾膜膜組成。芯板板是由聚丙烯烯和聚乙烯塑塑料加工而成成的兩面有間間隔溝槽的板板體。土層中中的固結(jié)滲流流水通過濾膜膜滲入到濾槽槽內(nèi)，并通過過溝槽從排水水墊層中排出出。多孔質(zhì)單一結(jié)結(jié)構(gòu)型和復(fù)合合結(jié)構(gòu)型性能：應(yīng)具有有良好的透水水性和強度，，塑料帶的縱縱向通水量不不小于（15～40）×103㎜3/s，濾膜的滲透透系數(shù)不小于于5××10-3㎜/s，芯芯帶帶的的抗抗拉拉強強度度≥(10～15)N/mm,濾膜膜的的抗抗拉拉強強度度，，干干態(tài)態(tài)時時不不小于于(1.5～3)N/mm，濕濕態(tài)態(tài)時時不不小于于(1.0～2.5)N/mm，（（插插入入土土中中較較短短時時用用小小值值，，較較長長時時用用大大值值））。。整整個個排排水水帶帶應(yīng)應(yīng)反反復(fù)復(fù)對對折折五五次次不不斷斷裂裂才才認(rèn)認(rèn)為為合合格格。。排水水固固結(jié)結(jié)法法施施工工工工藝藝多孔孔質(zhì)質(zhì)單單一一結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)型型排水水固固結(jié)結(jié)法法施施工工工工藝藝復(fù)合合結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)型型排水水固固結(jié)結(jié)法法施施工工工工藝藝（3）塑塑料料排排水水帶帶施施工工插帶帶機機械械：：專專門門廠廠商商生生產(chǎn)產(chǎn)，，也也有有自自行行設(shè)設(shè)計計和和制制造造的的，，或或用用挖挖掘掘機機、、起起重重機機、、打打樁樁機機改改裝裝。。從從機機型型分分，，由由軌軌道道式式、、輪輪胎胎式式、、鏈鏈條條式式、、履帶帶式式和步步履履式式多多種種。。打設(shè)設(shè)順順序序：：定定位位；；將將塑塑料料帶帶通通過過導(dǎo)導(dǎo)管管從從管管靴靴穿穿出出；；將將塑塑料料帶帶與與樁樁尖尖連連接接貼貼緊緊管管靴靴并并對對準(zhǔn)準(zhǔn)樁樁位位；；插插入入塑塑料料帶帶；；拔拔管管剪剪斷斷塑塑料料帶帶等等。。排水水固固結(jié)結(jié)法法施施工工工工藝藝導(dǎo)管管靴靴：：圓圓形形和和矩矩形形。。樁尖尖主主要要作作用用是是在在打打設(shè)設(shè)塑塑料料帶帶過過程程中中防防止止淤淤泥泥進(jìn)進(jìn)入入導(dǎo)導(dǎo)管管內(nèi)內(nèi)，，并并且且對對塑塑料料帶帶起起錨錨定定作作用用，，防防止止提提管管時時將將塑塑料料帶帶拔拔出出。。排水水固固結(jié)結(jié)法法施施工工工工藝藝樁尖尖插板板機機插板板機機插板板機機插板板機機中交交四四航航院院排水水板板施施工工現(xiàn)現(xiàn)場場圖圖排水水固固結(jié)結(jié)法法施施工工工工藝藝施工工注注意意事事項項：：a、塑塑料料帶帶濾濾水水膜膜在在轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)盤盤和和打打設(shè)設(shè)過過程程中中應(yīng)應(yīng)避避免免損損壞壞，，防防止止淤淤泥泥進(jìn)進(jìn)入入帶帶芯芯堵堵塞塞輸輸水水孔孔影影響響塑塑料料帶帶的的排排水水效效果果；；b、塑塑料料帶帶與與樁樁尖尖連連接接要要牢牢固固，，避避免免拔拔管管時時脫脫開開，，將將塑塑料料帶帶拔拔出出；；c、樁樁尖尖平平端端與與導(dǎo)導(dǎo)管管靴靴配配合合適適當(dāng)當(dāng)，，避避免免錯錯縫縫，，防防止止淤淤泥泥在在打打設(shè)設(shè)過過程程中中進(jìn)進(jìn)入入導(dǎo)導(dǎo)管管。。增增大大對對塑塑料料帶帶的的阻阻力力，，甚甚至至將將塑塑料料帶帶拔拔出出；；d、塑塑料料帶帶需需接接長長時時，，為為減減小小帶帶與與導(dǎo)導(dǎo)管管阻阻力力，，應(yīng)應(yīng)采采用用濾濾水水膜膜內(nèi)內(nèi)平平搭搭接接的的連連接接方方法法，，為為保保證證輸輸水水暢暢通通并并有有足足夠夠的的搭搭接接強強度度，，搭搭接接長長度度需需在在200㎜㎜以上上。。排水水固固結(jié)結(jié)法法施施工工工工藝藝三、、施施加加固固結(jié)結(jié)壓壓力力（一））利利用用建建筑筑物物自自重重加加壓壓一般般應(yīng)應(yīng)用用于于以以地地基基的的穩(wěn)穩(wěn)定定性性為為控控制制條條件件，，能能適適應(yīng)應(yīng)較較大大變變形形的的建建筑筑物物，，如如路路堤堤、、土土壩壩、、儲儲礦礦場場、、油油罐罐、、水水池池等等。。對油罐和和水池等等建筑物物，先進(jìn)進(jìn)行充水水加壓，，一方面面可檢驗驗罐壁本本身有無無滲透現(xiàn)現(xiàn)象，同同時，還還利用分分級逐漸漸充水預(yù)預(yù)壓，使使地基土土強度得得以提高高，滿足足穩(wěn)定性性要求。。對路堤、、土壩等等建筑物物，由于于填土高高、荷載載大，地地基的強強度不能能滿足快快速填筑筑的要求求，工程程上都采采用嚴(yán)格格控制加加荷速率率，逐層層填筑的的方法以以確保地地基的穩(wěn)穩(wěn)定性。。排水固結(jié)結(jié)法施工工工藝（二）堆堆載預(yù)壓壓堆載預(yù)壓壓的材料料：以散散料為主主，如土土、石料料、砂、、磚等。。大面積施施工時通通常采用用自卸汽汽車與推推土機聯(lián)聯(lián)合作業(yè)業(yè)。對超超軟地基基的堆載載預(yù)壓，，第一級級荷載宜宜用輕型型機械或或人工作作業(yè)。堆載預(yù)壓壓工藝簡簡單，但但處理不不當(dāng)，特特別是加加荷速率率控制不不好時，，容易導(dǎo)導(dǎo)致工程程施工的的失敗。。排水固結(jié)結(jié)法施工工工藝（二）堆堆載預(yù)壓壓注意事項項：1、必須嚴(yán)嚴(yán)格控制制加載速速率。保保證在各各級荷載載下地基基的穩(wěn)定定性?；究刂浦茦?biāo)準(zhǔn)是是：豎向向變形每每天不應(yīng)應(yīng)超過10㎜，邊樁水水平位移移每天不不應(yīng)超過過5㎜。2、堆載面面積要足足夠。堆堆載的頂頂面積不不小于建建筑物底底面積。。3、注意堆堆載過程程中荷載載的均勻勻分布，，避免局局部堆載載過高導(dǎo)導(dǎo)致地基基局部失失穩(wěn)破壞壞。排水固結(jié)結(jié)法施工工工藝（三）真真空預(yù)壓壓（1）真空空預(yù)壓系系統(tǒng)設(shè)置置1.排水通道道施工先在軟基基表面鋪鋪設(shè)砂墊墊層和在在土體中中埋設(shè)袋袋裝砂井井或塑料料排水帶帶；2.埋設(shè)水平平向分布布濾水管管。主要作用用：使真真空度在在整個加加固區(qū)域域內(nèi)均勻勻分布。。要求：濾濾水管在在預(yù)壓過過程中應(yīng)應(yīng)能適應(yīng)應(yīng)地基的的變形，，特別是是差異變變形。材料：鋼鋼管或塑塑料管，，其外側(cè)側(cè)宜