第4章 排水固结法 (NXPowerLite)课件.ppt

第4章 排水固结法 Chapter 4 Consolidation;4.1 概 述;;;塑料排水板地基处理;真空预压地基处理;排水板真空预压处理剖面示意图 ; 排水固结法可解决以下两个问题： （1）沉降问题。使地基的沉降在加载预压期间大部分或基本完成，使建筑物在使用期间不致产生不利的沉降和沉降差。 （2）稳定问题。加速地基土的抗剪强度的增长，从而提高地基的承载力和稳定性。 排水固结法适用于处理淤泥质土、淤泥和冲填土等饱和粘性土地基。;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。 （1）排水系统水平排水垫层和竖向排水体构成。竖向排水体可选用普通砂井、袋装砂井或塑料排水板。 （2）加压系统即是起固结作用的荷载，它使地基土的固结压力增加而产生固结。 工程上广泛使用且行之有效的增加固结压力的方法是堆载法，此外，还有真空法、降低地下水位法、电渗法和联合法。; 排水固结法的设计，主要是根据上部结构荷载的大小、地基土的性质以及工期要求、确定竖向排水体的直径、间距、深度和排列方式；确定预压荷载的大小和预压时间，使通过预压，地基能满足建筑物对变形和稳定性的要求。;4.2 堆载预压法设计计算4.2 Design Procedure of Preloading; 1 利用地基的天然地基土抗剪强度计算第一级容许施加的荷载p1，对饱和软粘土可采用下列公式估算： 2 计算第一级荷载下地基强度增长值。在p1荷载作用下，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cu1： 3 计算p1 作用下达到所确定固结度所需要的时间。目的在于确定第一级荷载停歇的时间，亦即第二级荷载开始施加的时间。 ; 4 根据第二步所得到的地基强度cu1计算第二级所能施加的荷载p2。 p2可近似地按下式估算： 同样，求出在 p2 作用下地基固结度达70％时的强度以及所需要的时间，然后计算第三级所能施加的荷载，依次可计算出以后的各级荷载和停歇时间。 ;5 按以上步骤确定的加荷计划进行每一级荷载下地基的稳定性验算。如稳定性不满足要求，则调整加荷计划。 6 计算预压荷载下地基的最终沉降量和预压期间的沉降量。这一项计算的目的在于确定预压荷载卸除的时间。 ;二、超载预压 对沉降有严格限制的建筑，应采用超载预压法处理地基。经超载预压后，如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总应力时，则今后在建筑物荷载作用下地基土将不会再发生主固结变形，而且将减小次固结变形，并推迟次固结变形的发生。;4.3 砂井排水固结设计计算4.3 Design Procedure of Sand Drain; 砂井法主要适用于没有较大集中荷载的大面积荷重或堆土荷重工程，例如水库土坝、油罐、仓库、铁路路堤、贮矿场以及港口的水工建筑物等工程。 一、砂井设计 砂井设计包括砂井直径、间距、深度、排列方式、范围、砂料选择和砂垫层厚度等。 （1）砂井直径和间距 主要取决于土的固结特性和施工期限的要求。“细而密”比“粗而稀”效果好。砂井直径一般为300～400mm；袋装砂井直径为70～120mm。; （2）砂井深度 主要根据土层的分布、地基中附加应力大小、施工期限和条件及地基稳定性等因素确定。一般为10～25m。 （3）砂井排列 砂井在平面上可布置成正三角形（梅花形），以正三角形排列较为紧凑和有效。在实际进行固结计算时，由于多边形作为边界条件求解很困难，巴隆建议每个砂井的影响范围由多边形改为由面积与多边形面积相等的圆来求解。; 正方形排列时 de＝1.13l 正三角形排列时 de＝1.05l de为砂井的有效直径，l为砂井间距。 （4）砂井布置范围 砂井的布置范围一般可由基础的轮廓线向外增大约2～4m。 （5）砂料 宜选用中粗砂，其含泥量不能超过3％。