真空预压排水固结法设计及计算(详细).ppt

真空真空预压排水固排水固结法法广广东中誉中誉设计院有限公司院有限公司2018年年10月月14日日1.1 1 概概 述述 排水固排水固结法（法（Consolidation）是）是处理理软黏土地基的有效方法之一。黏土地基的有效方法之一。该法是法是对天然地基，天然地基，或先在地基中或先在地基中设置砂井等置砂井等竖向排水体，然后利向排水体，然后利用建筑物本身重量分用建筑物本身重量分级逐逐渐加加载，或是在建筑，或是在建筑物建造以前，在物建造以前，在场地先行加地先行加载预压，使土体中，使土体中的孔隙水排出，逐的孔隙水排出，逐渐固固结，地基，地基发生沉降，同生沉降，同时强度逐步提高的方法。度逐步提高的方法。排水固排水固结法适用于法适用于处理淤泥理淤泥质土、淤泥、土、淤泥、泥炭土和冲泥炭土和冲 填土等填土等饱和粘性土地基。和粘性土地基。2.排水固排水固结法可解决以下两个法可解决以下两个问题：（1）沉降沉降问题。使地基的沉降在加。使地基的沉降在加载预压期期间大部分或基本完成，使建筑大部分或基本完成，使建筑物在使用期物在使用期间不致不致产生不利的沉降和沉生不利的沉降和沉降差。降差。（2）稳定定问题。加速地基土的抗剪。加速地基土的抗剪强度的增度的增长，从而提高地基的承，从而提高地基的承载力和力和稳定性。定性。3.排水固排水固结法通常由法通常由排水系排水系统和和加加压系系统两部分两部分组成。成。4.5.2 排水固排水固结法的原理法的原理6.3 真空真空预压法法 真空真空预压法是法是1952年由瑞典皇家地年由瑞典皇家地质学院提出的，施工学院提出的，施工时先在地面先在地面铺设一一层透水的砂及透水的砂及砾石，其上覆盖不透气的薄膜石，其上覆盖不透气的薄膜材料，然后用射流材料，然后用射流泵抽气使透水材料中保持高度的真空度，抽气使透水材料中保持高度的真空度，使土体排水固使土体排水固结。真空真空预压法法处理地基必理地基必须设置排水置排水竖井井。设计内容包括内容包括：竖井断面尺寸、井断面尺寸、间距、排列方式和深度的距、排列方式和深度的选择；预压区面区面积和和分分块大小；真空大小；真空预压工工艺；要求达到的真空度和土；要求达到的真空度和土层的固的固结度；真空度；真空预压和建筑物荷和建筑物荷载下地基的下地基的变形形计算；真空算；真空预压后后地基土的地基土的强度增度增长计算等。算等。具体内容具体内容见教材教材7.真空真空预压和堆堆载预压比比较具有如下具有如下优点：点：不需堆不需堆载材料，材料，节省运省运输与造价；与造价；场地清地清洁，噪音小；，噪音小；不需分期加荷，工期短；不需分期加荷，工期短；可在很可在很软的地基上采用的地基上采用。8.3 真空真空预压排水固排水固结设计要点要点1、设计前特别要查明透水层位置及范围和地下水状况，它往往觉得真空预压是否适用或需采取附加密封措施以及垂直排水通道的打设深度。2、真空预压法处理必须设置排水竖井。设计内容包括：竖井断面尺寸、间距、排列方式和深度的选择。3、砂井的砂料应选用中粗砂，其渗透系数Kw应大于1x10-2 cm/s。4、真空预压竖向排水通道宜穿透 软土层，但不应进入下卧透水层。软土层较厚、且以地基抗滑稳定性控制的工程，竖向排水通道的深度至少应超过最危险滑动面2.0m。5、竖向排水通道不仅起排水、减少土体排水距离及加速土体固结的作用，而且起着传递真空度的作用。实践证明塑料排水带效果比砂井好。6、真空预压区边缘应大于建筑物轮廓线每边不得小于3m。7、真空预压最大膜下真空度在650mmHg(约86.7kPa)，膜下真空度达到设计要求后的预压设计不宜低于90d。8、真空预压加固面积较大时，宜采取分区加固，每块预压面积应尽可能大且呈方形，分区面积宜为2000040000平米。9.4 地基固地基固结度的度的计算算10.4 地基固地基固结度的度的计算算11.4 地基固地基固结度的度的计算算12.4 地基固地基固结度的度的计算算13.4 地基固地基固结度的度的计算算14.4 地基固地基固结度的度的计算算15.一一级或多或多级等速加等速加载条件下，当固条件下，当固结时间为t时，对应总荷荷载的地基平均固的地基平均固结度可按度可按下式下式计算：算：16.4 地基固地基固结度的度的计算算当排水当排水竖井采用井采用挤土方式施工土方式施工时，应考考虑涂抹涂抹对土体固土体固结的影响。当的影响。当竖井的井的纵向通向通水量与天然土水量与天然土层水平向渗透系数的比水平向渗透系数的比值较小，且小，且长度又度又较长时，尚，尚应考考虑井井组影响。影响。17.4 地基固地基固结度的度的计算算瞬瞬时加加载条件下，考条件下，考虑涂抹和井涂抹和井组影响影响时，竖井地基井地基径向径向排水平均固排水平均固结度可按下式度可按下式计算：算：18.4 地基固地基固结度的度的计算算19.4 地基固地基固结度的度的计算算反映井阻作用影响的参数 的表达式为：20.4 地基固地基固结度的度的计算算一一级或多或多级等速加等速加载条件下，考条件下，考虑涂抹和井阻涂抹和井阻影影响响时竖井穿透受井穿透受压土土层地基的平均固地基的平均固结度可按下度可按下式式计算：算：21.5 沉降沉降计算算22.5 沉降沉降计算算23.5 沉降沉降计算算24.5 沉降沉降计算算25.26.6 强度增度增长计算算真空预压荷载下地基强度增长值。式中：ft t时刻该点土的抗剪强度(kPa)z真空预压荷载引起的该点 的附加应力(kPa)，当计算加固土层中某深度处土的强度增长值时，z 用相应深度垂直排水通道中真空度值。Ut在作用下，该点土的固结度。cu相应土层三轴固结不排水压缩试验内摩擦角（度）ft=f0+z*Ut*tancu 承承载力：力：P5.52ft/K式中：K安全系数，取1.31.527.7 施工方法施工方法要保要保证排水固排水固结法的加固效果，从施工法的加固效果，从施工角度考角度考虑，主要，主要应重重视以下三个以下三个环节：铺设水平水平垫层、设置置竖向排水体和施加向排水体和施加固固结压力力。砂井成孔的典型方法有套管法、射水法、砂井成孔的典型方法有套管法、射水法、螺旋螺旋钻成孔法和爆破法。成孔法和爆破法。灌入砂袋中的砂宜用干砂，并灌入砂袋中的砂宜用干砂，并应灌致密灌致密实。28.7 施工施工29.塑料排水板插板机塑料排水板插板机30.31.塑料排水板地基塑料排水板地基处理理32.塑料排水板施工工塑料排水板施工工艺流程流程图塑料排水板施工塑料排水板施工现场33.真空真空预压地基地基处理理真空真空预压管网管网铺设34.真空管网真空管网铺设35.真空系真空系统第一第一层土工布土工布铺设土工布土工布铺设土工布土工布缝接接36.真空系真空系统双双层密封土工膜的密封土工膜的铺设 37.真空系真空系统土工膜的密封土工膜的密封 38.出膜出膜连接与真空系接与真空系统安装安装出膜出膜连接接出膜管与真空出膜管与真空泵连接接39.试抽真空抽真空40.8 质量量检验排水固排水固结法加固地基施工中法加固地基施工中经常常进行的行的检测项目有目有孔隙水孔隙水压力力观测、沉降、沉降观测、侧向位移向位移观测、地基土物理力学指、地基土物理力学指标检测等。等。41.8 质量量检验预压法竣工法竣工验收收检验应符合下列符合下列规定：定：（1）排水）排水竖井井处理深度范理深度范围内和内和竖井底面以下受井底面以下受压土土层，经预压所完成的所完成的竖向向变形和平均固形和平均固结度度应满足足设计要求。要求。42.（2）应对预压的地基土的地基土进行原位十字板剪切行原位十字板剪切试验和室内土工和室内土工试验。必要。必要时，尚，尚应进行行现场载荷荷试验，试验数量不数量不应少于少于3点。点。（3）在加）在加载过程中，程中，应根据根据监测数据控制加数据控制加载速率。速率。对竖井地基，最大井地基，最大竖向向变形量不形量不应超超过15mm,对天然地基，最大天然地基，最大竖向向变形量不形量不应超超过10mm,边桩水平位移每天不水平位移每天不应超超过5mm。根据上述根据上述观测资料料综合分析，判断地基合分析，判断地基稳定性。定性。43.