堆載預壓排水固結工藝講解（清楚明了）

1、 預壓法(排水固結法) 施工工藝與方法 排水固結法廣泛應用于我國的沿海平原和內陸湖泊沉積地區(qū)的軟土地基加固工程中，并積累了豐富的施工經驗。 排水固結法施工工藝可分為三個部分：三項施工工藝是排水固結法施工的要點 1) 豎向排水體的施工; 2) 水平排水體的施工; 3) 加壓系統(tǒng)的施工(預壓) (圖4-4-1 ).堆載排水 砂墊層塑料排水板軟土層圖4-4-1 堆載預壓排水固結示意圖堆載產生超靜水壓力加壓系統(tǒng)水平排水體豎向排水體塑料排水板(帶)施工工藝 塑料板排水法起源于瑞典的紙板排水法，我國于1983年由河海大學(原華東水利學院) 、交通部第一航務工程局科研所、天津港務局等單位引進并推廣應用。1)

2、主要特點。塑料排水板具有排水暢通、質量輕、強度高、耐久性好等特點，因而是一種較理想的新型豎向排水體。 2) 基本結構。塑料排水板由濾膜和板芯組成，濾膜用以隔土和滲水,板芯的齒槽為排水通道，排水板被打入地基土內，其兩側承受土的齊壓力且被地下水浸泡，起到隔土、滲水和排水通道的功能(圖4-4-6)。其中，芯板由聚丙烯和聚乙烯塑料加工而成兩面有間隔溝槽的板體，慮膜一般采用耐腐蝕的滌綸襯布。槽塑料帶梯形槽塑料帶槽塑料帶硬透水膜塑料帶無紡布螺旋孔排水帶無紡布柔性排水帶SCVD1塑性帶SCVD2塑性帶板芯板芯濾膜(圖4-4-6) (1) 塑料排水板(帶)的縱向通水量不小于(1540)103mm3s；濾膜的滲

3、透系數(shù)不小于510-3mms； 3) 塑料排水板(帶)性能要求。選擇塑料排水板(帶)時，應使其具有良好的透水性和強度。其中： (2) 芯帶的抗拉強度不小于(1015)Nmm； 濾膜的抗拉強度，干態(tài)時不小于(1.53.0)Nmm，濕態(tài)時不小于(1.02.5)Nmm(插人土中較短時用小值，較長時用大值)。 (3) 整個排水帶應反復對折5次不斷裂才認為合格。表4-4-3 部分塑料排水帶性能表 4) 施工機具。排水板打設機械與袋裝砂井打設機械可通用，只是將圓形導管改為矩形導管。當然還有一些專門打設機具 。 圖4-4-7 軟土地基用塑料排水帶排水加固的施工過程示意圖 5) 施工順序。排水板的打設順序為：

4、定位將排水板通過導管從管靴穿出將排水板與樁尖連接貼緊管靴并對準樁位插入排水板拔管剪斷排水板(圖4-4-7)。 6) 施工注意事項及要點 選擇合適的打設機械和管靴； 管靴(或樁尖)要與排水板(帶)連接好，與套管扣緊，避免提管時脫開，將排水板(帶)帶出，防止套管進泥； 打設機上設有進尺標志，控制塑料帶打設深度； 排水板(帶)的性能指標必須符合設計要求。排水板(帶)在現(xiàn)場應妥加護，防止陽光照射、破損或污染，破損或污染者禁用； 排水板(帶)施工用套管應保證插入地基中的板帶不扭曲； 套管尖平端與導管靴配合要適當，避免錯縫，防止淤泥在打設過程中進入導管、乃至增大對排水板(帶)的阻力，甚至將塑料板帶出； 排

5、水板(帶)施工時，宜配置能檢測其深度的設備，保證施工深度不小于設計值；排水帶外露長度不小于30cm 排水板(帶)需要接長時，應采用濾膜內芯帶平搭接的連接方法，搭接長度宜大于200mm。 排水板(帶) 施工完畢驗收后，要埋人砂墊層，且埋入長度不應小于500mm。排水帶外露長度不小于30cm7) 質量要求 平面位置允許偏差小于10cm； 垂直度允許偏差1.5cmm； 排水帶頂端必須高出地面，外露長度30(2045)cm； 排水帶底標高偏差小于10cm； 嚴禁出現(xiàn)扭結、斷裂和撕破濾膜現(xiàn)象；二 水平排水體施工1) 水平排水體的作用。水平排水體的作用是在預壓過程中，作為土體滲流水的快速排除通道，加快土層

6、的排水固結，它與豎向排水體相連，又稱為排水砂墊層。2) 墊層要求。墊層砂料應保證具有較好的透水性，一般選用中粗砂，黏粒含量不宜大于3，無雜質和有機質混入，其滲透系數(shù)宜大于110-2cms。排水砂墊層的厚度首先要滿足及時排水的要求，有時還起到持力層的作用，規(guī)范要求其厚度不應小于500mm。3)施工方法。砂墊層施工方法根據(jù)場地的地基土條件而定，主要有如下幾種情況和相應施工方法，如表4-4-4所示。 地基土條件 施工方法軟土地基具有硬殼層(1)機械分堆攤鋪法(硬殼層承載力較好)(2)順序推進攤鋪法(硬殼層承載力較差)軟土地基表面較軟地基表面首先鋪設加強筋，如荊笆、塑料編織網(wǎng)、土工織物等，然后采用輕型

7、機械鋪砂(圖4-4-8) 超軟地基(1)地基表面首先鋪設加強筋，如荊笆、塑料編織網(wǎng)、土工織物等，然后人力順序推進鋪設，或皮帶運輸機傳送回墊;(2)水力泵輸砂鋪墊法(水力沖填)(圖4-4-9)表4-4-4 地基土條件與砂墊層施工方法圖4-4-8 鋪設加強筋和砂墊層圖4-4-9 皮帶機傳送回墊三 加壓系統(tǒng)的施工1 堆載預壓 1) 堆料要求。 堆載預壓的材料一般以散料為主，如石料、砂、磚等。對超軟地基的堆載預壓，大面積施工時通常采用自卸汽車與推土機聯(lián)合作業(yè)，第一級荷載宜用輕型機械或人工作業(yè)。排水固結法的固結壓力(荷載)主要有三類： 建(構)筑物本身的重量，如堤壩、道路； 外加預壓荷載； 通過減小地基

8、土的孔隙水壓力而增加有效固結壓力。 2) 堆載面積要求 堆載的頂面積不能小于建筑物底面積。堆載的底面積也應適當擴大，以保證建筑物范圍內的地基得到均勻加固。 3) 嚴格控制加荷速率 路堤、土石壩、油罐等構筑物，因填土高、荷載大，地基強度不易滿足快速填筑的要求，工程上要嚴格控制加荷速率。采用逐層填筑的方法，確保各級荷載下的地基穩(wěn)定性。 4) 做好變形監(jiān)測 根據(jù)建筑地基處理技術規(guī)范(JGJ 79-2002)的規(guī)定，加載過程中應進行豎向變形、邊樁水平位移及孔隙水壓力等項目的監(jiān)測，且根據(jù)監(jiān)測資料控制加載速率。其中： a 、對豎井地基，最大豎向變形量每天不應超過15mm； b 、對天然地基，最大豎向變形量

9、每天不應超過10mm； c 、邊樁水平位移每天不應超過5mm， 可以根據(jù)上述觀察資料綜合分析、判斷地基的穩(wěn)定性。第四章 預壓法(排水固結法)一 施工過程監(jiān)測 排水固結法的施工觀測是保障安全施工和有效加固地基的重要手段，施工當中常進行的觀測和檢測項目包括：孔隙水壓力觀測、沉降觀測、邊樁水平位移觀測、地基土物理力學指標檢測。1 孔隙水壓力觀測 利用孔隙水壓力的現(xiàn)場觀測資料可以優(yōu)化加荷速率、推算不同時間的固結度和強度增長，對于分析地基的穩(wěn)定性，避免加荷過快而造成地基破壞具有重要意義。圖4-5-1為典型的孔隙水壓力觀測曲線。第五節(jié) 施工過程監(jiān)測和質檢圖4-5-1 空隙水壓力與時間關系曲線2 固結度的估

10、算 根據(jù)實測的某時刻的孔隙水壓力可以按式(4-5-1)估計該時刻地基土的固結度：式中： uo為自加荷后該點孔隙壓力累計增加值(不考慮消散值)，kPa； u為自加荷后該點孔隙壓力累計消散值，kPa； ut為t時刻實測超孔隙水壓力，kPa。(4-5-1) 利用孔隙水壓力的現(xiàn)場觀測資料還可以有效地控制加荷速率，避免加荷過快造成軟土地基剪切破壞。 1) 有效應力途徑法 堆載預壓過程就是孔隙水壓力增加和消散的過程，隨著地基中的孔隙水壓力的變化，土中某點有效應力也隨之變化。根據(jù)有效應力的變化途徑，可判斷地基的穩(wěn)定性和決定加荷速率及間歇時間。 圖4-5-2(a)所示為正常固結土莫爾強度包線和應力途徑; 圖4

11、-5-2(b)所示為正常固結土Kf線(以總應力表示的極限應力圓頂點的連線)和應力途徑。3 加荷速率的控制與優(yōu)化圖4-5-2(a)圖4-5-2(b) 圖4-5-2中，L1點為地基某測點的天然應力狀態(tài)，施加第一級荷載后，有效應力軌跡為曲線L1-L1 ；L1點到達破壞以前停止加荷，經過一段時間停歇，孔隙水壓力逐漸消散，有效應力增大至L2點，然后施加第二級荷載，應力軌跡至L2點，停止加荷，使孔隙水消散。繼續(xù)施加下級荷載時，作同樣的處理，使應力軌跡始終位于破壞包線以下，可避免地基發(fā)生剪切破壞。 2) uP比值控制法 一些工程實踐經驗表明，堆載預壓加壓過程中，如果加壓過快可導致地基失穩(wěn)，必須控制地基中孔隙

12、水壓力u和荷載P之比小于某一定值，可避免造成地基失穩(wěn)，一般控制二者比值uP 0.50.6。 在堆載預壓加荷過程中，以時間t為橫坐標，加荷P和孔隙水壓力u 為縱坐標，繪制分析曲線(圖4-5-3)，可直觀地監(jiān)測孔隙水壓力隨各階段加荷的變化情況。當孔隙水壓力曲線出現(xiàn)陡變時，應立即停止加荷。圖4-5-3 階段加荷、孔隙水壓力與時間關系曲線 飽和軟土地基在預壓加荷過程中，容易發(fā)生加荷過快引發(fā)地基剪切破壞，使地基土產生側向擠出，引起地面顯著沉降等現(xiàn)象。所以，利用觀測地基變形的辦法可及時掌握和控制加荷速率，避免地基發(fā)生破壞。 沉降觀測包括地面沉降觀測和深層沉降觀測。地面觀測可在預壓場地內布置沉降標；深層沉降采用磁環(huán)或分層沉降儀觀測。 水平位移觀測的主要方法是設置水平位移標，布置在預壓場地的對稱軸線上場地邊線以外，對于深層水平位移可采用測斜儀測定。4 沉降與邊樁水平位移觀測 預壓到某一程度后可卸載，卸載標準為： (1) 地面總沉降量大于預壓荷載下最終計算沉降量的80； (2) 地基總固結度大于80； (3) 地面沉降速率小于0.51.0mmd，沉降變化曲線趨于平緩。5 卸荷標準二 質量檢驗 1)