堆載預(yù)壓排水固結(jié)工藝講解（清楚明了）

1、 預(yù)壓法(排水固結(jié)法) 施工工藝與方法 排水固結(jié)法廣泛應(yīng)用于我國的沿海平原和內(nèi)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(jīng)驗(yàn)。 排水固結(jié)法施工工藝可分為三個(gè)部分：三項(xiàng)施工工藝是排水固結(jié)法施工的要點(diǎn) 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(yù)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(yù)壓排水固結(jié)示意圖堆載產(chǎn)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(xué)(原華東水利學(xué)院) 、交通部第一航務(wù)工程局科研所、天津港務(wù)局等單位引進(jìn)并推廣應(yīng)用。1)

2、主要特點(diǎn)。塑料排水板具有排水暢通、質(zhì)量輕、強(qiáng)度高、耐久性好等特點(diǎn)，因而是一種較理想的新型豎向排水體。 2) 基本結(jié)構(gòu)。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(nèi)，其兩側(cè)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(shí)，應(yīng)使其具有良好的透水性和強(qiáng)度。其中： (2) 芯帶的抗拉強(qiáng)度不小于(1015)Nmm； 濾膜的抗拉強(qiáng)度，干態(tài)時(shí)不小于(1.53.0)Nmm，濕態(tài)時(shí)不小于(1.02.5)Nmm(插人土中較短時(shí)用小值，較長時(shí)用大值)。 (3) 整個(gè)排水帶應(yīng)反復(fù)對(duì)折5次不斷裂才認(rèn)為合格。表4-4-3 部分塑料排水帶性能表 4) 施工機(jī)具。排水板打設(shè)機(jī)械與袋裝砂井打設(shè)機(jī)械可通用，只是將圓形導(dǎo)管改為矩形導(dǎo)管。當(dāng)然還有一些專門打設(shè)機(jī)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(shè)順序?yàn)椋?/p>

4、定位將排水板通過導(dǎo)管從管靴穿出將排水板與樁尖連接貼緊管靴并對(duì)準(zhǔn)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(xiàng)及要點(diǎn) 選擇合適的打設(shè)機(jī)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(shí)脫開，將排水板(帶)帶出，防止套管進(jìn)泥； 打設(shè)機(jī)上設(shè)有進(jìn)尺標(biāo)志，控制塑料帶打設(shè)深度； 排水板(帶)的性能指標(biāo)必須符合設(shè)計(jì)要求。排水板(帶)在現(xiàn)場應(yīng)妥加護(hù)，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(yīng)保證插入地基中的板帶不扭曲； 套管尖平端與導(dǎo)管靴配合要適當(dāng)，避免錯(cuò)縫，防止淤泥在打設(shè)過程中進(jìn)入導(dǎo)管、乃至增大對(duì)排水板(帶)的阻力，甚至將塑料板帶出； 排

5、水板(帶)施工時(shí)，宜配置能檢測其深度的設(shè)備，保證施工深度不小于設(shè)計(jì)值；排水帶外露長度不小于30cm 排水板(帶)需要接長時(shí)，應(yīng)采用濾膜內(nèi)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(yàn)收后，要埋人砂墊層，且埋入長度不應(yīng)小于500mm。排水帶外露長度不小于30cm7) 質(zhì)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(biāo)高偏差小于10cm； 嚴(yán)禁出現(xiàn)扭結(jié)、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(yù)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(jié)，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(yīng)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(zhì)和有機(jī)質(zhì)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(shí)排水的要求，有時(shí)還起到持力層的作用，規(guī)范要求其厚度不應(yīng)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(yīng)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(jī)械分堆攤鋪法(硬殼層承載力較好)(2)順序推進(jìn)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(shè)加強(qiáng)筋，如荊笆、塑料編織網(wǎng)、土工織物等，然后采用輕型

7、機(jī)械鋪砂(圖4-4-8) 超軟地基(1)地基表面首先鋪設(shè)加強(qiáng)筋，如荊笆、塑料編織網(wǎng)、土工織物等，然后人力順序推進(jìn)鋪設(shè)，或皮帶運(yùn)輸機(jī)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(shè)加強(qiáng)筋和砂墊層圖4-4-9 皮帶機(jī)傳送回墊三 加壓系統(tǒng)的施工1 堆載預(yù)壓 1) 堆料要求。 堆載預(yù)壓的材料一般以散料為主，如石料、砂、磚等。對(duì)超軟地基的堆載預(yù)壓，大面積施工時(shí)通常采用自卸汽車與推土機(jī)聯(lián)合作業(yè)，第一級(jí)荷載宜用輕型機(jī)械或人工作業(yè)。排水固結(jié)法的固結(jié)壓力(荷載)主要有三類： 建(構(gòu))筑物本身的重量，如堤壩、道路； 外加預(yù)壓荷載； 通過減小地基

8、土的孔隙水壓力而增加有效固結(jié)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(yīng)適當(dāng)擴(kuò)大，以保證建筑物范圍內(nèi)的地基得到均勻加固。 3) 嚴(yán)格控制加荷速率 路堤、土石壩、油罐等構(gòu)筑物，因填土高、荷載大，地基強(qiáng)度不易滿足快速填筑的要求，工程上要嚴(yán)格控制加荷速率。采用逐層填筑的方法，確保各級(jí)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(shù)規(guī)范(JGJ 79-2002)的規(guī)定，加載過程中應(yīng)進(jìn)行豎向變形、邊樁水平位移及孔隙水壓力等項(xiàng)目的監(jiān)測，且根據(jù)監(jiān)測資料控制加載速率。其中： a 、對(duì)豎井地基，最大豎向變形量每天不應(yīng)超過15mm； b 、對(duì)天然地基，最大豎向變形量

9、每天不應(yīng)超過10mm； c 、邊樁水平位移每天不應(yīng)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(yù)壓法(排水固結(jié)法)一 施工過程監(jiān)測 排水固結(jié)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(dāng)中常進(jìn)行的觀測和檢測項(xiàng)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(xué)指標(biāo)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(shí)間的固結(jié)度和強(qiáng)度增長，對(duì)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(zhì)檢圖4-5-1 空隙水壓力與時(shí)間關(guān)系曲線2 固結(jié)度的估

10、算 根據(jù)實(shí)測的某時(shí)刻的孔隙水壓力可以按式(4-5-1)估計(jì)該時(shí)刻地基土的固結(jié)度：式中： uo為自加荷后該點(diǎn)孔隙壓力累計(jì)增加值(不考慮消散值)，kPa； u為自加荷后該點(diǎn)孔隙壓力累計(jì)消散值，kPa； ut為t時(shí)刻實(shí)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(yīng)力途徑法 堆載預(yù)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(diǎn)有效應(yīng)力也隨之變化。根據(jù)有效應(yīng)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(shí)間。 圖4-5-2(a)所示為正常固結(jié)土莫爾強(qiáng)度包線和應(yīng)力途徑; 圖4

11、-5-2(b)所示為正常固結(jié)土Kf線(以總應(yīng)力表示的極限應(yīng)力圓頂點(diǎn)的連線)和應(yīng)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(diǎn)為地基某測點(diǎn)的天然應(yīng)力狀態(tài)，施加第一級(jí)荷載后，有效應(yīng)力軌跡為曲線L1-L1 ；L1點(diǎn)到達(dá)破壞以前停止加荷，經(jīng)過一段時(shí)間停歇，孔隙水壓力逐漸消散，有效應(yīng)力增大至L2點(diǎn)，然后施加第二級(jí)荷載，應(yīng)力軌跡至L2點(diǎn)，停止加荷，使孔隙水消散。繼續(xù)施加下級(jí)荷載時(shí)，作同樣的處理，使應(yīng)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(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明，堆載預(yù)壓加壓過程中，如果加壓過快可導(dǎo)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(yù)壓加荷過程中，以時(shí)間t為橫坐標(biāo)，加荷P和孔隙水壓力u 為縱坐標(biāo)，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(dāng)孔隙水壓力曲線出現(xiàn)陡變時(shí)，應(yīng)立即停止加荷。圖4-5-3 階段加荷、孔隙水壓力與時(shí)間關(guān)系曲線 飽和軟土地基在預(yù)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(chǎn)生側(cè)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(shí)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(yù)壓場地內(nèi)布置沉降標(biāo)；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(shè)置水平位移標(biāo)，布置在預(yù)壓場地的對(duì)稱軸線上場地邊線以外，對(duì)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(yù)壓到某一程度后可卸載，卸載標(biāo)準(zhǔn)為： (1) 地面總沉降量大于預(yù)壓荷載下最終計(jì)算沉降量的80； (2) 地基總固結(jié)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(biāo)準(zhǔn)二 質(zhì)量檢驗(yàn) 1)