地基處理方法專題講義PPT四排水固結(jié)法

地基處理方法法－排水固結(jié)結(jié)法主題合肥工業(yè)大學(xué)學(xué)土木工程系系列講座2一、概述二、排水固結(jié)結(jié)法的原理三、排水固結(jié)結(jié)法的設(shè)計(jì)與與計(jì)算四、施工工藝藝五、效果檢驗(yàn)驗(yàn)及加荷速率率的控制六、工程實(shí)例例地基處理方法法－排水固結(jié)結(jié)法內(nèi)容提要3一概述排水固結(jié)法是對天然地基基，或先在地地基設(shè)置砂井井（袋裝砂井井或塑料排水水帶）等豎向向排水體，然然后利用建筑筑物本身重量量分級逐漸加加載，或在建建筑物建造前前在場地先行行加載預(yù)壓，，使土體中的的孔隙水排出出，逐漸固結(jié)結(jié)，地基發(fā)生生沉降時(shí)，同同時(shí)強(qiáng)度逐漸漸提高的方法法。海相沉積河相沉積我國廣泛分布布著海相、湖湖相、河相沉沉積的軟弱黏黏性土層：含水量大、壓壓縮性高、強(qiáng)強(qiáng)度低、透水水性差、不少少情況埋藏深深厚湖相沉積45一概述排水固結(jié)法由由排水系統(tǒng)和加壓系統(tǒng)兩個(gè)主要部分分組成。加壓系統(tǒng)：為地基提供必必要的固結(jié)壓壓力而設(shè)置的的，地基土層層因產(chǎn)生附加加壓力而發(fā)生生排水固結(jié)。。排水系統(tǒng)：為了改善地基基原有的天然然排水系統(tǒng)的的邊界條件，，增加孔隙水水排出路徑，，縮短排水距距離，從而加加速地基土的的排水固結(jié)進(jìn)進(jìn)程。適用條件：淤泥質(zhì)土、淤淤泥和沖填土土等飽和粘性性土地基。6施加固結(jié)壓力力的荷載，依依據(jù)施加工藝藝的不同一般般可分為三大大類：堆載預(yù)壓：實(shí)實(shí)體荷載或以以建筑物自身身重量作為預(yù)預(yù)壓荷載真空預(yù)壓：對對被加固軟基基抽真空形成成大氣壓差作作為預(yù)壓荷載載降水預(yù)壓：降降低被加固軟軟基范圍地下下水位以重度度差為預(yù)壓荷荷載一概述堆載預(yù)壓真空預(yù)壓7一、概述二、排水固結(jié)結(jié)法的原理三、排水固結(jié)結(jié)法的設(shè)計(jì)與與計(jì)算四、施工工藝藝五、效果檢驗(yàn)驗(yàn)及加荷速率率的控制六、工程實(shí)例例地基處理方法法－排水固結(jié)結(jié)法內(nèi)容提要8二排水固結(jié)法的的原理飽和軟黏土地地基在荷載作作用下，孔隙隙中的水被慢慢慢排出，孔孔隙體積慢慢慢減小，地基基發(fā)生固結(jié)變變形，同時(shí)，，隨著超靜水水壓力逐漸消消散，有效應(yīng)應(yīng)力逐漸提高高，地基土的的強(qiáng)度逐漸增增長。壓縮曲線卸荷膨脹曲線線abcceffgc9二排水固結(jié)法的的原理加載，卸載，，再加載過程程說明：超固結(jié)土正常固結(jié)10二排水固結(jié)法的的原理土層的排水固固結(jié)效果與排排水邊界條件件有關(guān)豎向排水固結(jié)結(jié)：土層中的孔隙隙水向上、下下面透水層排排出而使土層層發(fā)生固結(jié)。。根據(jù)固結(jié)理論論，黏性土固固結(jié)所需的時(shí)時(shí)間和排水距距離的平方成成正比。土層越厚，固固結(jié)時(shí)間越長長11二排水固結(jié)法的的原理1212二排水固結(jié)法的的原理堆載預(yù)壓真空預(yù)壓降水預(yù)壓13一、概述二、排水固結(jié)結(jié)法的原理三、排水固結(jié)結(jié)法的設(shè)計(jì)與與計(jì)算四、施工工藝藝五、效果檢驗(yàn)驗(yàn)及加荷速率率的控制六、工程實(shí)例例地基處理方法法－排水固結(jié)結(jié)法內(nèi)容提要14三排水固結(jié)法的的設(shè)計(jì)與計(jì)算算設(shè)計(jì)目的：設(shè)計(jì)前的準(zhǔn)備備：15三排水固結(jié)法的的設(shè)計(jì)與計(jì)算算16三排水固結(jié)法的的設(shè)計(jì)與計(jì)算算1、豎井排水法法典型的砂井地地基工程剖面面圖待加固地層17三排水固結(jié)法的的設(shè)計(jì)與計(jì)算算1、豎井排水法法1818三排水固結(jié)法的的設(shè)計(jì)與計(jì)算算1、豎井排水法法－豎井的類型型普通砂井袋裝砂井塑料排水帶19三排水固結(jié)法的的設(shè)計(jì)與計(jì)算算1、豎井排水法法－豎井的直徑徑和間距砂井直徑和間間距主要取決決于：黏性土土層的固結(jié)特特性、工期要要求原則上以采用用“細(xì)而密””的方案為好好工程上常用的的普通砂井直直徑為30~50cm普通大直徑砂砂井，工程上上常用間距一一般為砂井直直徑的6-8倍袋裝砂井我國國常用7cm，井距1~1.5m，等邊三角形形布置塑料排水帶設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)算方法法與砂井相同同，一般換算算成圓柱體20三排水固結(jié)法的的設(shè)計(jì)與計(jì)算算1、豎井排水法法－豎井的深度度深淺管交錯(cuò)布布置，淺管貫貫穿淤泥層皖江城市帶某某市政道路21不透水層d0三排水固結(jié)法的的設(shè)計(jì)與計(jì)算算1、豎井排水法法－豎井的排列列22三排水固結(jié)法的的設(shè)計(jì)與計(jì)算算1、豎井排水法法－排水砂墊層層在豎井頂面應(yīng)應(yīng)鋪設(shè)一定厚厚度的排水砂砂墊層以連通通豎井，引出出從土層排入入井中的滲流流水砂墊層應(yīng)有足足夠的厚度和和良好的透水水性，以減小小對水流的阻阻力砂墊層的厚度度一般為0.4m左右（水下砂砂墊層厚1m左右）當(dāng)砂墊層面積積較大時(shí)，應(yīng)應(yīng)在砂墊層底底部設(shè)置縱橫橫向排水盲溝溝，使?jié)B流水水盡快排出預(yù)預(yù)壓區(qū)外23三排水固結(jié)法的的設(shè)計(jì)與計(jì)算算1、豎井排水法法－豎井地基固固結(jié)度的計(jì)算算固結(jié)度的計(jì)算算是豎井地基基設(shè)計(jì)中的一一個(gè)很重要內(nèi)內(nèi)容，知道各各級荷載下不不同時(shí)間的固固結(jié)度，就可可推算地基土土強(qiáng)度的增長長，從而可進(jìn)進(jìn)行各級荷載載下地基的穩(wěn)穩(wěn)定性分析，，并確定相應(yīng)應(yīng)的加載計(jì)劃劃。由固結(jié)度可推推算加荷預(yù)壓壓期間地基的的沉降量，確確定預(yù)壓的期期限豎井地基的固固結(jié)理論假設(shè)設(shè)荷載是瞬時(shí)時(shí)施加的三維滲流固結(jié)結(jié)問題1、豎井排水法法－豎井地基固固結(jié)度的計(jì)算算24求解，得到其中—固結(jié)度—井徑比查表5-7增加井徑dw與減小間距de哪個(gè)有效？三排水固結(jié)法的的設(shè)計(jì)與計(jì)算算1、豎井排水法法－豎井地基固固結(jié)度的計(jì)算算25三排水固結(jié)法的的設(shè)計(jì)與計(jì)算算1、豎井排水法法－豎井地基固固結(jié)度的計(jì)算算26固結(jié)度計(jì)算（（砂井）dwdedw排水板三排水固結(jié)法的的設(shè)計(jì)與計(jì)算算1、豎井排水法法－豎井地基固固結(jié)度的計(jì)算算2728三排水固結(jié)法的的設(shè)計(jì)與計(jì)算算1、豎井排水法法－豎井地基固固結(jié)度的計(jì)算算29三排水固結(jié)法的的設(shè)計(jì)與計(jì)算算1、豎井排水法法－豎井地基固固結(jié)度的計(jì)算算30三排水固結(jié)法的的設(shè)計(jì)與計(jì)算算1、豎井排水法法－豎井地基固固結(jié)度的計(jì)算算31三排水固結(jié)法的的設(shè)計(jì)與計(jì)算算2、預(yù)壓法之堆堆載預(yù)壓32三排水固結(jié)法的的設(shè)計(jì)與計(jì)算算2、預(yù)壓法之堆堆載預(yù)壓33飽和軟黏土地地基在荷載作作用下，孔隙隙中的水被慢慢慢排出，孔孔隙體積慢慢慢減小，地基基發(fā)生固結(jié)變變形，同時(shí)，，隨著超靜水水壓力逐漸消消散，有效應(yīng)應(yīng)力逐漸提高高，地基土的的強(qiáng)度逐漸增增長。壓縮曲線卸荷膨脹曲線線abcceffgc三排水固結(jié)法的的設(shè)計(jì)與計(jì)算算2、預(yù)壓法之堆堆載預(yù)壓－強(qiáng)度增長3412豎向排水砂井井、塑料排水水板水平排水墊層層分級堆載堆載過快易失失穩(wěn)真空預(yù)壓不會會失穩(wěn)三排水固結(jié)法的的設(shè)計(jì)與計(jì)算算2、預(yù)壓法之堆堆載預(yù)壓－強(qiáng)度增長35三排水固結(jié)法的的設(shè)計(jì)與計(jì)算算2、預(yù)壓法之堆堆載預(yù)壓－強(qiáng)度增長超固結(jié)土正常固結(jié)36三排水固結(jié)法的的設(shè)計(jì)與計(jì)算算2、預(yù)壓法之堆堆載預(yù)壓－沉降計(jì)算37三排水固結(jié)法的的設(shè)計(jì)與計(jì)算算2、預(yù)壓法之堆堆載預(yù)壓－沉降計(jì)算固結(jié)試驗(yàn)38三排水固結(jié)法的的設(shè)計(jì)與計(jì)算算2、預(yù)壓法之堆堆載預(yù)壓－沉降計(jì)算39三排水固結(jié)法的的設(shè)計(jì)與計(jì)算算3、預(yù)壓法之真真空預(yù)壓40三排水固結(jié)法的的設(shè)計(jì)與計(jì)算算3、預(yù)預(yù)壓壓法法之之真真空空預(yù)預(yù)壓壓41三排水水固固結(jié)結(jié)法法的的設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)與與計(jì)計(jì)算算3、預(yù)預(yù)壓壓法法之之真空空預(yù)預(yù)壓壓－堆載載預(yù)預(yù)壓壓和真真空空預(yù)預(yù)壓壓的的比比較較42三排水水固固結(jié)結(jié)法法的的設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)與與計(jì)計(jì)算算3、預(yù)預(yù)壓壓法法之之真真空空預(yù)預(yù)壓壓－真真空空預(yù)預(yù)壓壓設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)膜內(nèi)內(nèi)真真空空度度應(yīng)應(yīng)維維持持在在650mm汞柱柱，，以以上上，，相相當(dāng)當(dāng)于于86.7kPa的真真空空壓壓力力加固固區(qū)區(qū)要要求求達(dá)達(dá)到到的的平平均均固固結(jié)結(jié)度度：：一一般般可可采采用用90%的固固結(jié)結(jié)度度，，如如工工期期許許可可，，可可適適當(dāng)當(dāng)提提高高固固結(jié)結(jié)度度設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)要要求求豎向向排排水水井井的的尺尺寸寸：：對對塑塑料料排排水水帶帶或或7cm直徑徑的的袋袋裝裝砂砂井井，，間間距距一一般般可可在在1-1.5m范圍圍內(nèi)內(nèi)選選用用預(yù)壓壓時(shí)時(shí)間間不不少少于于90天43三排水水固固結(jié)結(jié)法法的的設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)與與計(jì)計(jì)算算3、預(yù)預(yù)壓壓法法之之真真空空預(yù)預(yù)壓壓－真真空空預(yù)預(yù)壓壓設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)44三排水水固固結(jié)結(jié)法法的的設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)與與計(jì)計(jì)算算4、預(yù)預(yù)壓壓法法之之降降低低地地下下水水位位預(yù)預(yù)壓壓45三排水水固固結(jié)結(jié)法法的的設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)與與計(jì)計(jì)算算4、預(yù)預(yù)壓壓法法之之降降低低地地下下水水位位預(yù)預(yù)壓壓46三排水水固固結(jié)結(jié)法法的的設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)與與計(jì)計(jì)算算4、預(yù)預(yù)壓壓法法之之降降低低地地下下水水位位預(yù)預(yù)壓壓降低低地地下下水水位位預(yù)預(yù)壓壓法法可可和和真真空空法法或或堆堆載載預(yù)預(yù)壓壓法法聯(lián)聯(lián)合合使使用用對于于隨隨著著填填土土荷荷載載增增高高，，地地基基有有可可能能破破壞壞時(shí)時(shí)，，限限制制堆堆載載高高度度，，采采用用降降低低地地下下水水位位聯(lián)聯(lián)合合堆堆載載預(yù)預(yù)壓壓法法優(yōu)優(yōu)越越性性更更為為顯顯著著47一、、概概述述二、、排排水水固固結(jié)結(jié)法法的的原原理理三、、排排水水固固結(jié)結(jié)法法的的設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)與與計(jì)計(jì)算算四、、施施工工工工藝藝五、、效效果果檢檢驗(yàn)驗(yàn)及及加加荷荷速速率率的的控控制制六、、工工程程實(shí)實(shí)例例地基基處處理理方方法法－－排排水水固固結(jié)結(jié)法法內(nèi)容容提提要要48四施工工工工藝藝按設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)做做好好排排水水系系統(tǒng)統(tǒng)的的施施工工，，即即鋪鋪設(shè)設(shè)水水平平排排水水砂砂墊墊層層、、打打設(shè)設(shè)豎豎向向排排水水井井嚴(yán)格格做做好好施施加加預(yù)預(yù)壓壓荷荷載載的的施施工工，，確確保保在在預(yù)預(yù)壓壓加加全全過過程程均均勻勻穩(wěn)穩(wěn)定定做好對工工程起控控制作用用的監(jiān)測測和加固固效果檢檢驗(yàn)從工程施施工角度度分析，，保證排排水固結(jié)結(jié)法的加加固效果果三個(gè)主主要環(huán)節(jié)節(jié)：49四施工工藝藝1、水平排排水砂墊墊層的施施工工藝藝50四施工工藝藝1、水平排排水砂墊墊層的施施工工藝藝---排水墊層層材料的的選擇51四施工工藝藝1、水平排排水砂墊墊層的施施工工藝藝---排水墊層層的厚度度52四施工工藝藝1、水平排排水砂墊墊層的施施工工藝藝---排水墊層層的施工工53四施工工藝藝2、豎向排排水井的的施工我國、日日本及歐歐美等國國家常用用砂井施施工方法法：套管法：：根據(jù)工工藝可分分靜壓、、錘擊聯(lián)聯(lián)合沉管管法和振振動(dòng)沉管管法水沖成孔孔法螺螺旋旋鉆成孔孔法---砂井的施施工工藝藝54四施工工藝藝2、豎向排排水井的的施工---袋裝砂井井施工下砂袋55施工前應(yīng)應(yīng)清理場場地，排排除積水水，并將將路基范范圍內(nèi)原原地面上上淤泥、、樹根、、草皮、、腐殖土土等全部部挖除。。在路基基范圍內(nèi)內(nèi)按設(shè)計(jì)計(jì)要求填填筑土拱拱，碾壓壓密實(shí)，，其上按按設(shè)計(jì)要要求鋪設(shè)設(shè)砂墊層層。機(jī)具具按設(shè)計(jì)計(jì)樁位就就位后，，塑料排排水板經(jīng)經(jīng)導(dǎo)管內(nèi)內(nèi)穿出底底部，與與樁尖連連接、拉拉緊，與與管靴口口貼緊，，并對準(zhǔn)準(zhǔn)樁位，，沉入導(dǎo)導(dǎo)管至設(shè)設(shè)計(jì)深度度，然后后拔出導(dǎo)導(dǎo)管，切切斷塑料料排水板板。將頂頂部露出出地面的的塑料排排水板埋埋入砂墊墊層中，，埋入長長度應(yīng)大大于0．3m或符合設(shè)設(shè)計(jì)要求求。四施工工藝藝2、豎向排排水井的的施工---袋裝砂井井施工56四施工工藝藝2、豎向排排水井的的施工---塑料排水水帶施工工57四施工工藝藝3、預(yù)壓荷荷載施加固結(jié)結(jié)壓力的的荷載，，依據(jù)施施加工藝藝的不同同一般可可分為三三大類：：堆載預(yù)壓壓：實(shí)體體荷載或或以建筑筑物自身身重量作作為預(yù)壓壓荷載真空預(yù)壓壓：對被被加固軟軟基抽真真空形成成大氣壓壓差作為為預(yù)壓荷荷載降水預(yù)壓壓：降低低被加固固軟基范范圍地下下水位以以重度差差為預(yù)壓壓荷載預(yù)壓荷載載---真空預(yù)壓壓荷載工工藝58四施工工藝藝3、預(yù)壓荷荷載---真空密封封系統(tǒng)施施工圍堰內(nèi)全面覆水密封59一、概述述二、排水水固結(jié)法法的原理理三、排水水固結(jié)法法的設(shè)計(jì)計(jì)與計(jì)算算四、施工工工藝五、效果果檢驗(yàn)及及加荷速速率的控控制六、工程程實(shí)例地基處理理方法－－排水固固結(jié)法內(nèi)容提要要60五效果檢驗(yàn)驗(yàn)及加荷荷速率的的控制61五效果檢驗(yàn)驗(yàn)及加荷荷速率的的控制1、孔隙水水壓力觀觀測62五效果檢驗(yàn)驗(yàn)及加荷荷速率的的控制2、沉降觀觀測放大63五效果檢驗(yàn)驗(yàn)及加荷荷速率的的控制3、側(cè)向位位移觀測測64一、概述述二、排水水固結(jié)法法的原理理三、排水水固結(jié)法法的設(shè)計(jì)計(jì)與計(jì)算算四、施工工工藝五、效果果檢驗(yàn)及及加荷速速率的控控制六、工程程實(shí)例地基處理理方法－－排水固固結(jié)法內(nèi)容提要要65現(xiàn)場監(jiān)測測內(nèi)容：：沉降、、真空度度、孔隙隙水壓力力、加速速度探頭保護(hù)護(hù)裝置加加工六1、蕪湖江江北產(chǎn)業(yè)業(yè)集中區(qū)區(qū)市政道道路工程實(shí)例例六1、蕪湖江江北產(chǎn)業(yè)業(yè)集中區(qū)區(qū)市政道道路工程實(shí)例例67第一、二二遍梅花花形點(diǎn)夯夯，第三三遍滿夯夯68低位高真真空分層層預(yù)壓標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)測試試單一塑料料排水板板真空度80kPa固結(jié)天數(shù)數(shù)90天孔隙水壓壓分布六1、蕪湖江江北產(chǎn)業(yè)業(yè)集中區(qū)區(qū)市政道道路工程實(shí)例例69真空度80kPa真空度無無衰減固