第五章_地基处理(第三讲)排水固结法.pdf

5.4 排水固结法 排水固结法排水固结法：： 它是采用预压、降低地下水位、电渗等方法促 使土层排水固结使土层排水固结，，以减少地基的沉降和不均匀沉降以减少地基的沉降和不均匀沉降，， 提高承载力。 主要用于处理软弱粘性土地基。 排水固结法加固软土地基是一种比较成熟、应用 广泛的方法广泛的方法，，它可以解决以下两个方面问题它可以解决以下两个方面问题：： 1．沉降问题：使地基的沉降在加载预压期间大 部分或基本完成部分或基本完成，，使建筑物在使用期间不致产生较大使建筑物在使用期间不致产生较大 的沉降。 原理原理：：在建筑场地上先加一个和上部结构相在建筑场地上先加一个和上部结构相 同的压力进行加载预压使土层固结，然后卸除荷 载载，，再施工建筑物再施工建筑物，，可以使地基沉降减少可以使地基沉降减少，，如进如进 行超载预压(预压荷载大于建筑物荷载)效果将更 好好，，但预压荷载不应大于地基土的容许承载力但预压荷载不应大于地基土的容许承载力。。 2．稳定问题：加速地基土抗剪强度的增长，从 而提高地基的承载力和稳定性。 原理：饱和软粘土地基在荷载作用下，孔隙中 的水慢慢排出的水慢慢排出，，孔隙体积慢慢地减小孔隙体积慢慢地减小，，地基发地基发 生固结变形。同时，随着超静孔隙水压力逐渐 消散消散，，有效应力逐渐提高有效应力逐渐提高，，地基土的强度逐渐地基土的强度逐渐 增长。 土层的排水固结效果和它的排水边界条件有土层的排水固结效果和它的排水边界条件有 关，粘性土固结所需的时间与排水距离的平方成 正比正比，，土层越厚土层越厚，，加固延续的时间越长加固延续的时间越长。。为加速为加速 土层的固结，最有效的方法是先增加土层的排水 途径途径，，缩短排水距离缩短排水距离。。然后分级加载预压然后分级加载预压((也可也可 利用建筑物本身重)，使软土中孔隙加快排出水， 地基土固结沉降加快完成地基土固结沉降加快完成，，强度也得到相应提高强度也得到相应提高，， 当土质条件较好时，也可在天然地基上直接加载 预压预压。。 一、砂井堆载预压法 二、、袋装砂井和塑料排水板预压法袋装砂井和塑料排水板预压法 三三、、天然地基堆载预压法天然地基堆载预压法 四四、真空预压法和降水位预压法真空预压法和降水位预压法 一、砂井堆载预压法 软粘土渗透系数很低，为了缩短加载预压后排水固结的 历时，对较厚的软土层，常在地基中设置排水通道，使土中 孔隙较快排出水。可在软粘土中设置一系列的竖向排水通道 (砂井、袋装砂井或塑料排水板)，在软土顶层设置横向排水 砂垫层如下图所示砂垫层如下图所示，，借此缩短排水途程借此缩短排水途程，，增加排水通道增加排水通道，，改改 善地基渗透性能。 砂井堆载预压砂井堆载预压 11.砂井砂井 11 ））砂井的直径和间距砂井的直径和间距：： 砂井的直径和间距主要取决于土的固结特性和施 工期的要求工期的要求。。从原则上讲从原则上讲，，为达到相同的固结度为达到相同的固结度，，缩缩 短砂井间距比增加砂井直径效果要好，即以“细而密” 为佳为佳，，不过不过，，考虑到施工的可操作性考虑到施工的可操作性，，普通砂井的直普通砂井的直 径为300-500mm。砂井的间距可根据地基土的固结特 征和预定时间内所要求达到的固结度确定征和预定时间内所要求达到的固结度确定，，间距可按间距可按 为直径的6-8倍选用。砂井的间距可按井径比（n）选 用用，，nn按下式确定按下式确定：： n=d /d e w 22 ））砂井深度砂井深度：： 砂井深度主要根据土层的分布、地基中的附加应 力大小力大小、、施工期限和条件及地基稳定性施工期限和条件及地基稳定性等因素确定等因素确定。。 当软土不厚（一般为10-20m）时，尽量要穿过软土层 达到砂层达到砂层；；当软土过厚当软土过厚 （（超过超过20m20m ））,,不必打穿粘土不必打穿粘土，， 可根据建筑物对地基的稳定性和变形的要求确定。对 以地基抗滑稳定性控制的工程以地基抗滑稳定性控制的工程，，竖井深度应超过最危竖井深度应超过最危 险滑动面2.0m以上。 3）砂井排列： 砂井的平面布置可采取砂井的平面布置可采取正方形或梅