排水固結(jié)新PPT教案

1、排水固結(jié)新排水固結(jié)新 排水固結(jié)法4.1. 概述4.2. 排水固結(jié)法加固機(jī)理4.3. 預(yù)壓 排水固結(jié)設(shè)計(jì)計(jì)算4.4. 真空預(yù)壓法4.5.排水固結(jié)法施工4.6. 效果檢驗(yàn)第1頁/共61頁4.1. 概述 1.排水固結(jié)法 是對天然地基，或先在地基中設(shè)置豎向排水體，再利用建筑物本身重量逐漸加載；或在建筑物建造前在場地上先行加載預(yù)壓，使土體中的孔隙水排出，逐漸固結(jié)，地基發(fā)生沉降，強(qiáng)度逐步提高的方法。 該法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(shí)，可增加地基土的抗剪強(qiáng)度，從而提高地基的承載力和穩(wěn)定性。第2頁/共

2、61頁2. 排水固結(jié)法的構(gòu)成 由排水系統(tǒng)和加壓系統(tǒng)兩部分共同組成。排水固結(jié)排水系統(tǒng)加壓系統(tǒng)豎向排水體水平排水系統(tǒng)普通砂井袋裝砂井塑料排水帶砂墊層堆載法真空法降低地下水位法電滲法聯(lián)合法第3頁/共61頁塑料排水帶第4頁/共61頁Vertical Wick Drains截面：芯板為并聯(lián)十字型而組成口琴狀。濾膜 ：長纖熱扎無紡布，滲水性能極為優(yōu)良 芯板：聚丙烯(PP)和聚乙烯(PE)混合摻配制 第5頁/共61頁袋裝砂井第6頁/共61頁第7頁/共61頁插板機(jī)第8頁/共61頁3. 排水固結(jié)的適用范圍 適用于各類淤泥、淤泥質(zhì)土及沖填土等飽和粘性土地基。4. 排水固結(jié)的應(yīng)用條件v必須有預(yù)壓荷載v有足夠的預(yù)壓時(shí)

3、間v有適用的土類第9頁/共61頁4.2. 加固機(jī)理4.2.1.堆載預(yù)壓加固機(jī)理1.什么是堆載預(yù)壓： 在軟粘土地基上，先施工加荷載，使土層產(chǎn)生相當(dāng)?shù)膲嚎s固結(jié)，然后將預(yù)壓荷載卸掉，進(jìn)行建筑物施工，即可增加地基強(qiáng)度，減少建筑物建成后的沉降量。2、土的固結(jié)過程： 土層的固結(jié)過程就是孔隙水壓力消散和有效應(yīng)力增加的過程。即：也是土體密度和強(qiáng)度隨時(shí)間而增長的過程。第10頁/共61頁4.2. 加固機(jī)理3、總應(yīng)力、有效應(yīng)力 、孔隙水壓力三者間關(guān)系 什么是有效應(yīng)力 當(dāng)荷載作用于飽和土體時(shí)，這些荷載是由土顆粒和孔隙水共同承擔(dān)的。通過土粒間接觸點(diǎn)傳遞的粒間應(yīng)力稱有效應(yīng)力；通過孔隙水傳遞的應(yīng)力稱為孔隙水壓力。 此時(shí)的固

4、結(jié)度U表示為： U 0 u=1 完全固結(jié)第11頁/共61頁第12頁/共61頁 為了加速固結(jié)，在天然地基中設(shè)計(jì)垂向排水體。在實(shí)際的工程中設(shè)置砂井，包括袋裝砂井、塑料排水帶等。豎向排水情況砂井地基排水情況水平砂墊層砂井第13頁/共61頁堆載排水砂墊層排水砂井軟土層第14頁/共61頁排水固結(jié)法的原理 加 固 軟 土 層豎 向 排 水 體排水墊層水平排水盲溝第15頁/共61頁系統(tǒng)組成排水系統(tǒng) 第16頁/共61頁 4.2.2.真空預(yù)壓加固機(jī)理 1.真空預(yù)壓概念設(shè)砂墊層垂直排水管道封閉膜水平吸水管道 抽真空2.加固機(jī)理： 通過抽真空，在膜的內(nèi)外形成壓差，使土體中的孔隙水不斷排出，從而使土體固結(jié)。第17頁/

5、共61頁 真空預(yù)壓原理主要表現(xiàn)在三個(gè)方面；(1).薄膜上面承受等于薄膜內(nèi)外壓差的荷載。(2).地下水位下降，附加應(yīng)力相應(yīng)增加。 抽氣前后地下水位降低，此范圍內(nèi)土體由浮重度變?yōu)闈裰囟?，土體固結(jié)壓力增加。v(3).封閉氣泡排出，土的滲透性加大。第18頁/共61頁第19頁/共61頁第20頁/共61頁第21頁/共61頁第22頁/共61頁第23頁/共61頁第24頁/共61頁【解】理論上，當(dāng)?shù)鼗_(dá)到完全真空時(shí)，可產(chǎn)生1個(gè)大氣壓即100kPa的預(yù)壓荷載。 2.工程實(shí)際中, 真空預(yù)壓法可產(chǎn)生的最大荷載約為： (A)50kPa (B)70kPa (C)85kPa (D)100kPa【解】理論上，當(dāng)?shù)鼗_(dá)到完全真

6、空時(shí)，可產(chǎn)生1個(gè)大氣壓即100kPa的預(yù)壓荷載。但在實(shí)際工程中，根據(jù)目前的技術(shù)能力，使地基達(dá)到完全真空是不可能的，一般能達(dá)到8590kPa。 第25頁/共61頁第26頁/共61頁第27頁/共61頁 預(yù)壓排水固結(jié)設(shè)計(jì)與計(jì)算 一、加壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 土質(zhì)情況：單級加荷和多級加荷； 堆載材料：自重預(yù)壓、加荷預(yù)壓和加水預(yù)壓。 計(jì)算步驟：首先用簡便的方法確定一個(gè)初步的加荷計(jì)劃，然后校核這一加荷計(jì)劃下的地基的穩(wěn)定性和沉降。 第28頁/共61頁 對飽和軟粘土也可采用下列公式計(jì)算： DKCpu14. 51對條形填土，可根據(jù)下面公式估算： KCpu52. 51Cu-天然地基不排水抗剪強(qiáng)度K-安全系數(shù)；1.11.5 土

7、的重度D基礎(chǔ)的埋深第29頁/共61頁)(1uuuCCC3、計(jì)算作用下達(dá)到所確定固結(jié)度所需要的時(shí)間。達(dá)到某一固結(jié)度所需要的時(shí)間可根據(jù)固結(jié)度與時(shí)間的關(guān)系求得。-強(qiáng)度折減系數(shù)第30頁/共61頁KCpu1252. 5第31頁/共61頁第32頁/共61頁二、排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)1、豎向排水體選擇 普通砂井、袋裝砂井和塑料排水帶。 若深度超過20m，采用普通砂井，井徑可取200500mm。袋裝砂井直徑多用70100mm，砂的含泥量3%。 塑料排水板的當(dāng)量換算直徑可按下式計(jì)算：)(2bdp式中 dp塑料排水板的當(dāng)量換算直徑，mm； b塑料排水袋寬度，mm； 塑料排水袋厚度，mm。第33頁/共61頁9 .6614.

8、3_)5100(2)(2bdp第34頁/共61頁2、豎向排水體深度設(shè)計(jì) P109 (1).當(dāng)軟土層不厚、底部有透水層時(shí)，排水體應(yīng)盡可能穿透軟土層； (2).當(dāng)深厚的軟土層間有砂層或砂透鏡體時(shí)，排水體應(yīng)盡可能打至砂層或砂透鏡體。而采用真空預(yù)壓時(shí)應(yīng)盡量避免排水體與砂層相連接，以免影響真空效果； (3).對于無砂層的深厚地基則可根據(jù)其穩(wěn)定性及建筑物在地基中造成的附加應(yīng)力與自重應(yīng)力之比值確定(一般為0.10.2)豎向排水體長度一般為1025m。第35頁/共61頁3、豎向排水體的平面布置形式與范圍 豎向排水體的平面布置可采用等邊三角形或正方形排列。豎向排水體的有效直徑de與間距 l 的關(guān)系為：lde05

9、. 1等邊三角形排列l(wèi)de13. 1正 方 形 排 列 豎向排水體的布置范圍一般比建筑物基礎(chǔ)范圍稍大些。擴(kuò)大的范圍可由基礎(chǔ)的輪廓線向外增大約24m。第36頁/共61頁mlde575. 15 . 105. 105. 12.塑料排水帶的寬度為100mm，厚度為5mm ，采用間距為2.0m的正方形布置，則其有效排水直徑是多少?解：正方形布置公式為：mlde26. 2213. 113. 1第37頁/共61頁4、豎向排水體的間距 豎向排水體的間距可按井徑比 n 選用，井徑比 n 的表達(dá)式為：weddn 式中 de豎向排水體影響圓的直徑； dw豎向排水體的直徑，對塑料排水袋dw=dp(換算后的直徑)。 設(shè)

10、計(jì)時(shí)，普通砂井的井徑比n=68；袋裝砂井或塑料排水帶的井徑比n=1522。第38頁/共61頁5、砂料設(shè)計(jì)砂井的砂宜用中粗砂，潔凈，不含草根雜物，含泥量不能超過3%。6、地表排水砂墊層設(shè)計(jì)（水平排水體設(shè)計(jì)） 砂井頂部的砂墊層采用中粗砂，含泥量應(yīng)小于3%。 厚度0.5m左右；在砂料貧乏地區(qū)，可采用連通砂井的縱橫砂溝代替整片砂墊層。 第39頁/共61頁第40頁/共61頁第41頁/共61頁第42頁/共61頁第43頁/共61頁第44頁/共61頁第45頁/共61頁袋裝砂井第46頁/共61頁拔管剪斷塑料帶等。拔管剪斷塑料帶等。第47頁/共61頁第48頁/共61頁第49頁/共61頁處理前的淤泥第50頁/共61頁第51頁/共61頁第52頁/共61頁真空預(yù)壓系統(tǒng)設(shè)置1、埋設(shè)豎向排水系統(tǒng)與水平向?yàn)V水管。 2、鋪設(shè)密封膜。3、設(shè)置抽氣系統(tǒng)。 真空預(yù)壓法施工第53頁/共61頁第54頁/共61頁第55頁/共61頁4.5. 施工質(zhì)量檢驗(yàn)1施工質(zhì)量檢驗(yàn)(1).塑料排水帶應(yīng)測定其縱向通水量、抗拉強(qiáng)度、濾膜滲透系數(shù)和等效孔徑等。(2).砂井和砂墊層砂料，應(yīng)做顆粒分析和滲透性試驗(yàn)。(3).對預(yù)壓工程，應(yīng)進(jìn)行地基豎向變形、側(cè)向位移和孔隙水壓力等項(xiàng)目的監(jiān)測。(5).真空預(yù)壓工程應(yīng)進(jìn)行膜下真空度和地下水位的量測。第