地基處理預壓法施工工藝課件

地基處理第十講1地基處理第十講1第四章

預壓法(排水固結(jié)法)第四節(jié)施工工藝與方法

排水固結(jié)法廣泛應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。排水固結(jié)法施工工藝可分為三個部分：三項施工工藝是排水固結(jié)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

).2第四章預壓法(排水固結(jié)法)第四節(jié)施工工藝與方法堆載排水砂墊層排水砂井軟土層圖4-4-1堆載預壓排水固結(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3堆載排水排水砂井軟土層圖4-4-1堆載預壓排水固結(jié)示意一豎向排水體施工

常見的豎向排水體包括普通砂井、袋裝砂井和塑料排水帶（板）。其中:1普通砂井施工工藝普通砂井的直徑一般為300～500mm；袋裝砂井的直徑一般為70～120mm；塑料排水帶(板)的寬度大多100mm左右，厚度3～7mm。4一豎向排水體施工常見的豎向排水體包括普通砂井、袋裝

施工方法主要有:

沉管法;

水沖法;

鉆孔法。

三種施工方法各有其特點、適用條件。因此在選用砂井施工工藝時，應根據(jù)待加固軟土地基的工程地質(zhì)條件、施工環(huán)境以及本地區(qū)的工程經(jīng)驗綜合考慮確定。

5施工方法主要有:三種施工方法各有其特點、適用條件。①砂井的砂料應選用中粗砂，其黏粒含量不應大于3％；②

保證砂井連續(xù)、密實，防止出現(xiàn)頸縮現(xiàn)象。砂井的灌砂量，應按井孔的體積和砂在中密狀態(tài)時的干密度計算，其實際灌砂量不得小于計算值的95％。灌入砂袋中的砂宜用干砂，并應灌制密實；③

施工時盡量減小對周圍土的擾動；

④

施工后砂井的長度、直徑和間距應滿足設計要求。施工時注意以下四個方面的問題：

6①砂井的砂料應選用中粗砂，其黏粒含量不應大于3％；②

根據(jù)沉管工藝的不同，分為:靜壓沉管法、錘擊沉管法、錘擊與靜壓聯(lián)合沉管法和振動沉管法等。(1)靜壓法和錘擊沉管法

通過靜壓力和錘擊力的強制作用，將帶有活瓣管尖(圖4-4-2

)或套有混凝土端靴的套管沉入加固地基的預定深度。1)沉管法

施工時應注意保證砂井的連續(xù)性，避免提管時因砂的摩阻力，將管內(nèi)砂柱帶上來，使砂井斷開或縮頸，影響砂井排水效果。為了加快沉管速度和效果，一些工程還將靜壓法和錘擊法聯(lián)合起來，達到沉管的目的，稱為錘擊與靜壓聯(lián)合沉管法。7根據(jù)沉管工藝的不同，分為:靜壓沉管法、錘擊沉管法、錘擊圖4-4-2活瓣樁尖1-樁管；2-鎖軸；3-活瓣8圖4-4-2活瓣樁尖8(2)振動沉管法

將振動錘與沉管剛性連接，形成一個以振動錘為動力的振動體系。啟動振錘后，錘內(nèi)兩組對稱的偏心塊通過齒輪控制作反方向的同步旋轉(zhuǎn)運動。運動產(chǎn)生的離心力水平方向相互抵消、垂直方向疊加，形成周期性的激振力，帶動沉管上下振動。沉管振動頻率和地基土自振頻率一致時，周圍土體產(chǎn)生共振，導致其強度急劇下降并發(fā)生液化，土體對沉管表面的摩阻力和管底的端阻力大大降低。管體在自重和附加荷載作用下沉入預定深度。然后，灌砂并振動提管形成砂井。優(yōu)點：有效地避免了管內(nèi)砂子隨套管上拔而帶出，保證了砂井的連續(xù)性和密實性，砂井質(zhì)量好。9(2)振動沉管法將振動錘與沉管剛性連接，形成一個以振動2)水沖法

水沖法是在直徑為50～70mm的沖管下端裝一個有數(shù)個直徑3～5mm噴射孔的射水噴頭，并焊有3～5個三角形翼片(或環(huán)形切刀)用以切土，沖管上端設置的接水管頭與高壓水泵連接。沖孔時用配有卷揚機的三角架將沖管吊起，并使射水噴頭插入預先挖好的孔坑內(nèi)。啟動水泵后，高壓水射出沖切孔底土體，沖管在自重作用下沉至設計深度。成孔后經(jīng)清孔，再向孔內(nèi)灌砂形成砂井(圖4-4-3)。

水沖法成孔適用于土質(zhì)較好且均勻的黏性土地基，而對于土質(zhì)很軟的淤泥、夾有粉砂薄層的軟土地基，該法容易造成縮孔、串孔及地基擾動大等問題，不易保證成孔和灌砂質(zhì)量，應慎重采用。102)水沖法水沖法是在直徑為50～70mm的沖管下端裝圖4-4-3水沖法施工示意圖

1．沖管；2．水泵，3．絞車，4．鉆架；5．排水溝，6．噴頭11圖4-4-3水沖法施工示意圖11

水沖法施工注意4點：(1)

控制好沖孔時水壓力大小和沖水時間，避免產(chǎn)生塌孔、縮徑；(2)

避免不同土層采用相同水壓時，所出現(xiàn)的成孔直徑不同的現(xiàn)象發(fā)生；(3)

控制好孔內(nèi)灌砂質(zhì)量和排污問題。應保證砂井的灌砂率不小于計算值的95％，清孔時，孔內(nèi)泥漿務必清洗干凈，砂中含泥量增加，將會使砂井滲透系數(shù)降低，影響土層的排水固結(jié)效率;(4)

處理好排污問題。該方法施工中會產(chǎn)生大量泥漿，泥漿排放疏導不利，將會對水平排水墊層帶來不利影響，應采取合理的排污措施。12水沖法施工注意4點：12

鉆孔法以動力螺旋鉆鉆孔，鉆至預定深度，清孔后灌砂形成砂井。3)鉆孔法

普通砂井施工還有一些其他方法工藝，表4-4-1是各種普通砂井施工工藝。

由于鉆孔法為干法鉆進施工，因此該法適用于陸上工程，一般要求處理地基的砂井長度在10m以內(nèi)。對較軟的土層，鉆進過程中要注意不應出現(xiàn)縮頸、塌孔等現(xiàn)象，避免灌砂效果差與砂井的質(zhì)量問題發(fā)生。13鉆孔法以動力螺旋鉆鉆孔，鉆至預定深度，清孔后表4-4-1普通砂井成孔與灌砂方法

普通砂井的井徑較大、排水性良好、井阻和涂抹作用的影響也小，但容易造成砂井的不連續(xù)、縮頸和錯位現(xiàn)象(圖4-4-4

)。另外，該法施工速度較慢、工程量大、造價較高。圖4-4-4普通砂井可能出現(xiàn)的質(zhì)量問題a理想砂井,b縮頸,c斷頸,d錯位14表4-4-1普通砂井成孔與灌砂方法普通砂井的井徑較大2．袋裝砂井施工工藝1)施工優(yōu)點。袋裝砂井施工不僅可保證砂井的連續(xù)性，砂的用量也大大減少，基本上克服了普通砂井存在的技術(shù)問題。此外，袋裝砂井施工打設設備實現(xiàn)了輕型化，施工速度較快、工程造價降低，是一種較理想的豎向排水體。2)施工設備。袋裝砂井的施工設備，一般為導管式的振動打設機械，常見的有軌道門架式、履帶臂架式、步履臂架式、吊機導架式等，如圖4-4-5所示為步履式砂井機。3)施工砂袋。國內(nèi)采用的砂袋主要有麻布袋和聚丙烯編織袋,其力學特征如表4-4-2所示。152．袋裝砂井施工工藝1)施工優(yōu)點。袋裝砂井施工不僅可保證砂圖4-4-5步履式砂井機16圖4-4-5步履式砂井機16表4-4-2砂袋材料力學性能表材料名稱麻袋布聚丙烯編織袋拉伸試驗抗拉強度(MPa)1.921.70伸長率(％)5.525彎曲180o試驗彎心直徑(cm)7.57.5伸長率(％)423破壞情況完整完整滲透性(cm/s)>0.0117表4-4-2砂袋材料力學性能表材料名稱麻袋布聚丙烯拉伸試4)施工程序。袋裝砂井的施工程序包括：

①立位②整理樁尖(活瓣樁尖、混凝土預制樁尖)③沉入導管④砂袋裝入導管⑤管內(nèi)灌水(減少砂袋與管壁的摩擦力)⑥拔管⑦與砂墊層連接。5)袋裝砂井施工應注意的一些問題。

(1)準確定位。導架上設置明顯標志，準確控制砂井的位置、深度和垂直度。垂直度允許偏差1.5cm／m，砂袋頂端高出地面，外露長度30cm；

(2)砂料含泥量要符合要求。一般含泥量要求小于3％，以減小井阻效應；

184)施工程序。袋裝砂井的施工程序包括：5)袋裝砂井施工(3)用風干砂。袋中砂不宜采用潮濕砂，以免袋內(nèi)砂干燥后，體積減小，造成袋裝砂井縮短與排水墊層不搭接等質(zhì)量事故。砂袋灌砂率要求大于95％；(4)砂袋入井細致。砂袋入井下沉時，防止發(fā)生扭曲、掛破和斷裂現(xiàn)象，套管上拔時及時向袋內(nèi)補灌砂土至設計高度；

(5)施工中確保樁尖與導管口密封良好。目的是避免導管內(nèi)進泥過多，影響加固深度。在頂端，確保砂袋埋入砂墊層中的長度不應小于500mm；

(6)其它。袋裝砂井施工所用套管內(nèi)徑宜略大于砂井直徑。聚丙烯編織袋應避免長時間裸曬，防止老化。19(3)用風干砂。袋中砂不宜采用潮濕砂，以免袋內(nèi)砂干燥后3．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)主要特點。塑料排水板具有排水暢通、質(zhì)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(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。203．塑料排水板(帶)施工工藝塑料板排水法起源于瑞典的紙П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)21П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

(1)塑料排水板(帶)的縱向通水量不小于(15～40)×103mm3／s；濾膜的滲透系數(shù)不小于5×10-3mm／s；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(10～15)N／mm；

濾膜的抗拉強度，干態(tài)時不小于(1.5～3.0)N／mm，濕態(tài)時不小于(1.0～2.5)N／mm(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。22(1)塑料排水板(帶)的縱向通水量不小于(15～40表4-4-3部分塑料排水帶性能表23表4-4-3部分塑料排水帶性能表234)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：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)。244)施工機具。排水板打設機械與袋裝砂井打設機械可通用，6)施工注意事項及要點

①選擇合適的打設機械和管靴；②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；③打設機上設有進尺標志，控制塑料帶打設深度；④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；⑤排水板(帶)施工用套管應保證插入地基中的板帶不扭曲；256)施工注意事項及要點①選擇合適的打設機械⑥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；⑦排水板(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30cm⑧排水板(帶)需要接長時，應采用濾膜內(nèi)芯帶平搭接的連接方法，搭接長度宜大于200mm。⑨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。26⑥套管尖平端與導管靴配合要適當，避免錯縫，防止淤泥在打設過排水帶外露長度不小于30cm27排水帶外露長度不小于30cm277)質(zhì)量要求①平面位置允許偏差小于10cm；②垂直度允許偏差1.5cm／m；③排水帶頂端必須高出地面，外露長度30(20～45)cm；④排水帶底標高偏差小于10cm；⑤嚴禁出現(xiàn)扭結(jié)、斷裂和撕破濾膜現(xiàn)象；287)質(zhì)量要求28二水平排水體施工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)和有機質(zhì)混入，其滲透系數(shù)宜大于1×10-2cm／s。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。29二水平排水體施工1)水平排水體的作用。水平排水體的作

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30地基土條件施工方法軟土地基具有硬殼層(1)機械分堆三加壓系統(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(jié)法的固結(jié)壓力(荷載)主要有三類：①建(構(gòu))筑物本身的重量，如堤壩、道路；②外加預壓荷載；③通過減小地基土的孔隙水壓力而增加有效固結(jié)壓力。31三加壓系統(tǒng)的施工1堆載預壓1)堆料要求

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(nèi)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(gòu)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。

322)堆載面積要求3)嚴格控制加荷速率34)做好變形監(jiān)測

根據(jù)《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》(JGJ79---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。334)做好變形監(jiān)測可以根據(jù)上述觀察資料綜合分析、判斷地基的穩(wěn)

真空預壓是一種有效加速軟土地基排水固結(jié)的方法。該法不需要堆載，省略了加載和卸載的工序，真空法所產(chǎn)生的負壓使地基土的孔隙水迅速排出，縮短了地基固結(jié)時間。同時，真空預壓法所用的設備和施工工藝均比較簡單，無需大量的大型設備，便于大面積施工。真空預壓施工流程：2真空預壓

測量放線

測量放線鋪設主支濾排水管

測量放線鋪設主支濾排水管鋪設上層砂墊層

測量放線鋪設主支濾排水管鋪設上層砂墊層砂面整平

測量放線鋪設主支濾排水管鋪設上層砂墊層砂面整平鋪設聚氯乙烯薄膜

測量放線鋪設主支濾排水管鋪設上層砂墊層砂面整平鋪設聚氯乙烯薄膜施工密封溝

測量放線鋪設主支濾排水管鋪設上層砂墊層砂面整平鋪設聚氯乙烯薄膜施工密封溝設置測量標志

測量放線鋪設主支濾排水管鋪設上層砂墊層砂面整平鋪設聚氯乙烯薄膜施工密封溝設置測量標志安裝真空泵

抽真空預壓固結(jié)土層

抽真空預壓固結(jié)土層效果檢驗34真空預壓是一種有效加速軟土地基排水固結(jié)的方法。該1)加固區(qū)劃分

理論計算和實際加固效果表明，每塊真空預壓加固場地的面積宜大不宜小。但是，受施工能力或場地條件限制，需要把場地劃分成幾個分區(qū)分期加固，劃分區(qū)域時應考慮以下幾個因素：

(1)

避免相鄰加固區(qū)分界線橫過建筑物。否則，容易引起該分界區(qū)域加固效果差異而導致建筑物發(fā)生不均勻沉降；平面上，加固區(qū)有效邊線要大于建筑邊線距;

(2)

應考慮豎向排水體打設能力、大面積密封膜的加工能力、大面積鋪膜能力、射流裝置和濾管的數(shù)量等因素；

(3)

加固面積的確定應以滿足建筑工期要求為依據(jù)；

(4)

加固區(qū)之間的距離應盡量減小或者共用一條封閉溝。351)加固區(qū)劃分理論計算和實際加固效果表明2)真空泵

真空泵包括普通真空泵和射流真空泵?！督ㄖ鼗幚砑夹g(shù)規(guī)范》(JGJ79—2002)規(guī)定：真空預壓的抽氣設備宜采用射流真空泵，空抽時必須達到95kPa以上的真空吸力，真空泵的設置應根據(jù)預壓面積大小和形狀、真空泵效率和工程經(jīng)驗確定，但每塊預壓區(qū)至少應設置兩臺真空泵。362)真空泵真空泵包括3)真空管路設置濾水管的條形布置濾水管的梳齒形布置濾水管出膜口圖4-4-11

真空管路的連接應嚴格密封,在真空管路中應設置止回閥和截門?

水平向分布濾水管可采用條狀,梳齒狀及羽毛狀等形式(圖4-4-11),濾水管布置宜形成回路?濾水管應設在砂墊層中,其上覆蓋厚度100～200mm的砂層?濾水管可采用鋼管或塑料管,外包尼龍紗或土工織物等濾水材料?373)真空管路設置濾水管的條形布置濾水管的表4-4-5密封膜性能表抗拉強度(MPa)伸長率(％)直角斷裂強度厚度微孔縱向橫向斷裂低溫(MPa)(mm)(個)≥18.5≥16.5≥22020-45≥4.00.12±0.02≤104)密封膜

應采用抗老化性能好?韌性好?抗穿刺性能強的不透氣材料(表4-4-5)

?密封膜熱合時宜采用雙熱合縫的平搭接,搭接寬度應大于15mm?密封膜宜鋪設3層,膜周邊可采用挖溝埋膜?平鋪并用粘上覆蓋壓邊?圍捻溝內(nèi)及膜上覆水等方法進行密封(圖4-4-11，12

)?38表4-4-5密封膜性能表抗拉強度伸長率(％)直角斷厚度微圖4-4-11密封溝圖4-4-12平鋪膜39圖4-4-11密封溝圖4-4-12平鋪膜395)施工質(zhì)量保證措施(1)

要達到相同的固結(jié)度，則豎向排水體間距越小，所需時間越短。在工期較緊時，可適當采用較小間距；否則，可適當放大間距，以降低費用

(2)

加固區(qū)內(nèi)要求達到的平均固結(jié)度，一般不得小于80%。

(3)

真空預壓的效果和密封膜內(nèi)所能達到的真空度關(guān)系極大。根據(jù)國內(nèi)一些工程的經(jīng)驗，膜內(nèi)真空度一般可維持在600mmHg柱高左右，相當于80KPa的堆載壓力。

(4)

真空預壓的總面積不得小于建筑物基礎外緣所包圍的面積，且應超出建筑物基礎外緣2~3m。405)施工質(zhì)量保證措施(1)要達到相同的固結(jié)度，則豎(5)

在鋪設聚氯乙烯密封膜時應注意在真空加固塊的四周，密封膜四邊應保留有足夠的3~5m富余壓邊條。

(6)

在抽真空過程開始以后，膜下真空度在預期內(nèi)達不到80KPa，則需采取相應技術(shù)措施加以處理。如增加真空泵以加大抽真空能力，或仔細檢查、修補密封溝等，從而確保真空預壓能達到設計效果。

(7)

設備操作必須嚴格遵照機械操作使用規(guī)范進行，嚴禁違反操作規(guī)程，盲目操作。電工要負責檢查導線的絕緣情況，特別是的動力線和配電箱、集裝箱的引入線部分絕緣是否可靠。41(5)在鋪設聚氯乙烯密封膜時應注意在真空加固塊的四周真空預壓法施工示意圖42真空預壓法施工示意圖42第四章

預壓法(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(jié)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(zhì)檢43第四章預壓法(排水固結(jié)法)一施工過程監(jiān)測排水圖4-5-1空隙水壓力與時間關(guān)系曲線44圖4-5-1空隙水壓力與時間關(guān)系曲線442固結(jié)度的估算

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(jié)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)452固結(jié)度的估算根據(jù)實測的某時刻的孔隙水

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(jié)土莫爾強度包線和應力途徑;

圖4-5-2(b)所示為正常固結(jié)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46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，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-L?1

；L?1點到達破壞以前停止加荷，經(jīng)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L?2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。47圖4-5-2(a)圖4-5-2(b)圖4-5-2中，L2)u／P比值控制法一些工程實踐經(jīng)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u／P<0.5～0.6。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(guān)系曲線482)u／P比值控制法力u為縱坐標，繪制分析曲線(圖4

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(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(nèi)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49飽和軟土地基在預壓加荷過程中，容易發(fā)生加荷過

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(jié)度大于80％；

(3)

地面沉降速率小于0.5～1.0mm／d，沉降變化曲線趨于平緩。5卸荷標準50預壓到某一程度后可卸載，卸載標準為：5卸二質(zhì)量檢驗1)

塑料排水帶：必須在現(xiàn)場隨機抽樣送往實驗室進行性能指標的測試,其性能指標包括縱向通水量?復合體抗拉強度?濾膜抗拉強度?濾膜滲透系數(shù)和等效孔徑等?2)砂料：對不同來源的砂井和砂墊層砂料,必須取樣進行顆粒分析和滲透性試驗?3)地基質(zhì)量檢驗內(nèi)容：對于以抗滑穩(wěn)定為控制要求的重要工程,應在預壓區(qū)內(nèi)選擇代表性地點預留孔位,在加載不同階段進行原位十字板剪切試驗和取土進行室內(nèi)土工試驗?51二質(zhì)量檢驗1)塑料排水帶：必須在現(xiàn)場隨機抽樣4)變形監(jiān)測：對預壓工程,應進行地基豎向變形,側(cè)向位移和孔隙水壓力等項目的監(jiān)測，監(jiān)測結(jié)果要滿足規(guī)范要求?5)膜下真空度和地下水位量測：真空預壓工程除應進行地基變形?孔隙水壓力的監(jiān)測外,尚應進行膜下真空度和地下水位的量測?

6)

預壓法竣工驗收檢驗應符合下列規(guī)定:a排水豎井處理深度范圍內(nèi)和豎井底面以下受壓土層,經(jīng)預壓所完成的豎向變形和平均固結(jié)度應滿足設計要求；b應對預壓的地基土進行原位十字板剪切試驗和室內(nèi)土工試驗?必要時,尚應進行現(xiàn)場載荷試驗,試驗數(shù)量不應少于3點?524)變形監(jiān)測：對預壓工程,應進行地基豎向變形,側(cè)向【例題1】

排水固結(jié)法由()組成。

A.加壓系統(tǒng)B.砂樁C.排水系統(tǒng)

D.填土E.量測系統(tǒng)·

答案：

【例題2】在排水系統(tǒng)中，屬于水平排水體的有()。

A．普通砂井B．袋裝砂井C．塑料排水帶D．砂墊層

答案：ACD例題53【例題1】排水固結(jié)法由()組成。ACD例

【例題3】排水固結(jié)法中具體哪些方法可適用于處理很軟弱的飽和粘性土地基?()

A．降低地下水位法B．真空預壓法

C．電滲法

D．堆載預壓法E．超載預壓法

答案：

降低地下水位法、真空預壓法和電滲法由于不增加剪應力，地基不會產(chǎn)生剪切破壞，所以他適用于很軟弱的飽和粘性土地基。ABC54【例題3】排水固結(jié)法中具體哪些方法可適用于處理很軟弱的飽【例題4】真空預壓的原理主要涉及哪些方面（）?A．薄膜上面承受等于薄膜內(nèi)外壓差的荷載

B．地下水位降低，相應增加附加應力

C．封閉氣泡排出，土的滲透性加大

D．超孔隙水壓力的消散答案：ABC【例題5】在工程中應用的豎向排水體有()。

A．普通砂井B．砂墊層

C.袋裝砂井D.塑料排水帶答案：ACD55【例題4】真空預壓的原理主要涉及哪些方面（）?AB【例題6】排水固結(jié)法加固地基的作用有()。

A、提高承載力；B、減少沉降；C、提高穩(wěn)定性；

D、復合地基；E、加筋答案：ABC【例題7】用于連續(xù)薄砂層的排水固結(jié)法有()；可克服次固結(jié)方法的有()?A．砂井法B．堆載法C．真空預壓D.超載法

答案：

排水固結(jié)法適用于處理各類淤泥、淤泥質(zhì)土及沖填土等飽和粘性土地基。砂井法特別適用于處理存在連續(xù)薄砂層的地基，但砂井只能加速主固結(jié)而不能減少次固結(jié)，故對有機質(zhì)土和泥炭等次固結(jié)土可利用超載的方法。AB；D56【例題6】排水固結(jié)法加固地基的作用有()。AB【例題9】工程實際中，真空預壓法可產(chǎn)生的最大荷載約為()。

A．50kPaB．70kPaC．85kPaD．100kPaE．120kPa

答案：【例題8】理論上，真空預壓法可使地基產(chǎn)生的最大荷載為()？

A．50kPaB．75kPaC．80kPaD．100kPaE，120kPa

答案：DC57【例題9】工程實際中，真空預壓法可產(chǎn)生的最大荷載約為(【例題10】下列哪一種或幾種預壓法不需要控制加荷速率?()A．砂井堆載預壓B．堆載

C．砂井真空預壓D．降水預壓

E．超載預壓

答案：真空預壓和降水預壓是在負超靜水壓力下排水固結(jié)，故也稱為負壓固結(jié)。其余的堆載預壓方法總應力增加，因此為了防止地基土剪切破壞，因此要控制加荷速率。CD58【例題10】下列哪一種或幾種預壓法不需要控制加荷速率?(【例題11】排水固結(jié)法的設計的最終目標是()。

A加固期限盡量短B．固結(jié)沉降要快

C．充分增加強度D．復合地基

答案：ABC59【例題11】排水固結(jié)法的設計的最終目標是(

【例題12】塑料排水帶的寬度為100mm，厚度為5mm，則其當量換算直徑(換算系數(shù)取1.0)為()。

A．25.2mmB．66.8mmC．33.4mmD．50.4mm

答案：

塑料排水帶常用當量直徑表示，設計時，將塑料排水板換算成相當直徑的砂井，是根據(jù)兩種排水體與土的接觸面積相等的原理進行的。塑料排水帶寬度為b，厚度為δ，則換算直徑可按下式計算：B60【例題12】塑料排水帶的寬度為100mm，厚度為5mm，則

【例題13】排水豎井的直徑為200mm，采用間距為1.5m的等邊三角形布置，則豎井的有效排水直徑最接近()。

A，1.5mB．1.6mC．1.7mD．1.8m

答案：

正三角形排列的每個砂井，其影響范圍是一個正六邊形。在實際進行固結(jié)計算時，由于多邊形作為邊界條件求解很困難，為簡化起見，巴倫建議每個砂井的影響范圍由多邊形改為由面積與多邊形面積相等的圓來求解。因此B61【例題13】排水豎井的直徑為200mm，采用間距為1.5m

【例題14】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，則其有效排水直徑最接近下列哪個值?()A．2.0mB．2.1mC．2.15mD．2.25mE．2.3mF.2.35

答案：

正方形排列的每個砂井，其影響范圍為一個正方形。有效排水直徑D62【例題14】塑料排水帶的寬度為100mm，厚度為5mm，采【例題15】塑料排水帶和袋裝砂井埋人砂墊層的長度不應小于()。

A．200mmB．300mmC．500mmD．800mmE．1000mm

答案：

根據(jù)《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》(JGJ79--2002)的規(guī)定，塑料排水帶和袋裝砂井埋入砂墊層的長度不應小于500mm。C63【例題15】塑料排水帶和袋裝砂井埋人砂墊層的長度不應小于(【例題16】砂井可能產(chǎn)生的質(zhì)量事故有()。

A．縮頸B．斷頸C．錯位D．坍塌

答案：

各種成孔方法都必須保證砂井的施工質(zhì)量，要防止砂井縮頸、斷頸以及錯位等現(xiàn)象。ABC64【例題16】砂井可能產(chǎn)生的質(zhì)量事故有()。各【例題17】對加載預壓工程，加載速率的控制，對豎井地基，最大豎向變形量每天不應超過()，對天然地基，最大豎向變形量每天不應超過()，邊樁水平位移每天不應超過()。

A．5mmB．10mmC．15mmD．20mm

答案：

根據(jù)《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》(JGJ79---2002)的規(guī)定，對加載預壓工程，加載速率的控制，對豎井地基，最大豎向變形量每天不應超過15mm，對天然地基，最大豎向變形最每天不應超過10mm；邊樁水平位移每天不應超過5mm。C，B，A65【例題17】對加載預壓工程，加載速率的控制，對豎井地基，最大

【例題18】

某建筑地基的地層為淤泥質(zhì)黏土。其中，固結(jié)系數(shù)Ch＝Cv＝1.8×10-3cm2／s；受壓土層厚20m；袋裝砂井直徑dw=700mm，袋裝砂井為等邊三角形排列，間距l(xiāng)＝1.4m，深度H＝20m；砂井底部為不透水層，砂井打穿受壓土層。預壓荷載總壓力p＝100kPa，分兩級等速加載，如圖4-5-4所示；計算地基堆載預壓120d后，地層的平均固結(jié)度(不考慮豎井井阻和涂抹影響)。66【例題18】66圖4-5-4砂井地基堆載預壓工程實例67圖4-5-4砂井地基堆載預壓工程實例67解：由于砂井底部為不透水層，則受壓土層平均固結(jié)度包括兩部分，即徑向排水平均固結(jié)度和向上豎向排水平均固結(jié)度。

根據(jù)多級等速加荷條件下固結(jié)度的計算公式如下式所示：根據(jù)表4-3-1查得α、β為：68解：由于砂井底部為不透水層，則受壓土層平均固結(jié)度包括兩部分，由于袋裝砂井為等邊三角形布置，所以砂井的有效排水圓柱體直徑de＝1.05l＝1.47m。井徑比n＝de／dw＝1.47／0.07＝21，則有69由于袋裝砂井為等邊三角形布置，所以砂井的有效排水圓柱體直徑d第一級荷載加荷速率為：第二級荷載加荷速率為：則，地基預壓120d后的總固結(jié)度為：70第一級荷載加荷速率為：第二級荷載加荷速率為：則，地基預壓12

當考慮涂抹和井阻影響時，砂井穿透受壓土層地基之平均固結(jié)度公式、算法與上述相同，但應注意α、β參數(shù)取值有所區(qū)別。71當考慮涂抹和井阻影響時，砂井穿透受壓土層地基作業(yè)：p117：1，2，3，4,5，7,8，972作業(yè)：p117：1，2，3，4,5，7,8，9第十講結(jié)束73第十講73地基處理第十講74地基處理第十講1第四章

預壓法(排水固結(jié)法)第四節(jié)施工工藝與方法

排水固結(jié)法廣泛應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。排水固結(jié)法施工工藝可分為三個部分：三項施工工藝是排水固結(jié)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

).75第四章預壓法(排水固結(jié)法)第四節(jié)施工工藝與方法堆載排水砂墊層排水砂井軟土層圖4-4-1堆載預壓排水固結(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76堆載排水排水砂井軟土層圖4-4-1堆載預壓排水固結(jié)示意一豎向排水體施工

常見的豎向排水體包括普通砂井、袋裝砂井和塑料排水帶（板）。其中:1普通砂井施工工藝普通砂井的直徑一般為300～500mm；袋裝砂井的直徑一般為70～120mm；塑料排水帶(板)的寬度大多100mm左右，厚度3～7mm。77一豎向排水體施工常見的豎向排水體包括普通砂井、袋裝

施工方法主要有:

沉管法;

水沖法;

鉆孔法。

三種施工方法各有其特點、適用條件。因此在選用砂井施工工藝時，應根據(jù)待加固軟土地基的工程地質(zhì)條件、施工環(huán)境以及本地區(qū)的工程經(jīng)驗綜合考慮確定。

78施工方法主要有:三種施工方法各有其特點、適用條件。①砂井的砂料應選用中粗砂，其黏粒含量不應大于3％；②

保證砂井連續(xù)、密實，防止出現(xiàn)頸縮現(xiàn)象。砂井的灌砂量，應按井孔的體積和砂在中密狀態(tài)時的干密度計算，其實際灌砂量不得小于計算值的95％。灌入砂袋中的砂宜用干砂，并應灌制密實；③

施工時盡量減小對周圍土的擾動；

④

施工后砂井的長度、直徑和間距應滿足設計要求。施工時注意以下四個方面的問題：

79①砂井的砂料應選用中粗砂，其黏粒含量不應大于3％；②

根據(jù)沉管工藝的不同，分為:靜壓沉管法、錘擊沉管法、錘擊與靜壓聯(lián)合沉管法和振動沉管法等。(1)靜壓法和錘擊沉管法

通過靜壓力和錘擊力的強制作用，將帶有活瓣管尖(圖4-4-2

)或套有混凝土端靴的套管沉入加固地基的預定深度。1)沉管法

施工時應注意保證砂井的連續(xù)性，避免提管時因砂的摩阻力，將管內(nèi)砂柱帶上來，使砂井斷開或縮頸，影響砂井排水效果。為了加快沉管速度和效果，一些工程還將靜壓法和錘擊法聯(lián)合起來，達到沉管的目的，稱為錘擊與靜壓聯(lián)合沉管法。80根據(jù)沉管工藝的不同，分為:靜壓沉管法、錘擊沉管法、錘擊圖4-4-2活瓣樁尖1-樁管；2-鎖軸；3-活瓣81圖4-4-2活瓣樁尖8(2)振動沉管法

將振動錘與沉管剛性連接，形成一個以振動錘為動力的振動體系。啟動振錘后，錘內(nèi)兩組對稱的偏心塊通過齒輪控制作反方向的同步旋轉(zhuǎn)運動。運動產(chǎn)生的離心力水平方向相互抵消、垂直方向疊加，形成周期性的激振力，帶動沉管上下振動。沉管振動頻率和地基土自振頻率一致時，周圍土體產(chǎn)生共振，導致其強度急劇下降并發(fā)生液化，土體對沉管表面的摩阻力和管底的端阻力大大降低。管體在自重和附加荷載作用下沉入預定深度。然后，灌砂并振動提管形成砂井。優(yōu)點：有效地避免了管內(nèi)砂子隨套管上拔而帶出，保證了砂井的連續(xù)性和密實性，砂井質(zhì)量好。82(2)振動沉管法將振動錘與沉管剛性連接，形成一個以振動2)水沖法

水沖法是在直徑為50～70mm的沖管下端裝一個有數(shù)個直徑3～5mm噴射孔的射水噴頭，并焊有3～5個三角形翼片(或環(huán)形切刀)用以切土，沖管上端設置的接水管頭與高壓水泵連接。沖孔時用配有卷揚機的三角架將沖管吊起，并使射水噴頭插入預先挖好的孔坑內(nèi)。啟動水泵后，高壓水射出沖切孔底土體，沖管在自重作用下沉至設計深度。成孔后經(jīng)清孔，再向孔內(nèi)灌砂形成砂井(圖4-4-3)。

水沖法成孔適用于土質(zhì)較好且均勻的黏性土地基，而對于土質(zhì)很軟的淤泥、夾有粉砂薄層的軟土地基，該法容易造成縮孔、串孔及地基擾動大等問題，不易保證成孔和灌砂質(zhì)量，應慎重采用。832)水沖法水沖法是在直徑為50～70mm的沖管下端裝圖4-4-3水沖法施工示意圖

1．沖管；2．水泵，3．絞車，4．鉆架；5．排水溝，6．噴頭84圖4-4-3水沖法施工示意圖11

水沖法施工注意4點：(1)

控制好沖孔時水壓力大小和沖水時間，避免產(chǎn)生塌孔、縮徑；(2)

避免不同土層采用相同水壓時，所出現(xiàn)的成孔直徑不同的現(xiàn)象發(fā)生；(3)

控制好孔內(nèi)灌砂質(zhì)量和排污問題。應保證砂井的灌砂率不小于計算值的95％，清孔時，孔內(nèi)泥漿務必清洗干凈，砂中含泥量增加，將會使砂井滲透系數(shù)降低，影響土層的排水固結(jié)效率;(4)

處理好排污問題。該方法施工中會產(chǎn)生大量泥漿，泥漿排放疏導不利，將會對水平排水墊層帶來不利影響，應采取合理的排污措施。85水沖法施工注意4點：12

鉆孔法以動力螺旋鉆鉆孔，鉆至預定深度，清孔后灌砂形成砂井。3)鉆孔法

普通砂井施工還有一些其他方法工藝，表4-4-1是各種普通砂井施工工藝。

由于鉆孔法為干法鉆進施工，因此該法適用于陸上工程，一般要求處理地基的砂井長度在10m以內(nèi)。對較軟的土層，鉆進過程中要注意不應出現(xiàn)縮頸、塌孔等現(xiàn)象，避免灌砂效果差與砂井的質(zhì)量問題發(fā)生。86鉆孔法以動力螺旋鉆鉆孔，鉆至預定深度，清孔后表4-4-1普通砂井成孔與灌砂方法

普通砂井的井徑較大、排水性良好、井阻和涂抹作用的影響也小，但容易造成砂井的不連續(xù)、縮頸和錯位現(xiàn)象(圖4-4-4

)。另外，該法施工速度較慢、工程量大、造價較高。圖4-4-4普通砂井可能出現(xiàn)的質(zhì)量問題a理想砂井,b縮頸,c斷頸,d錯位87表4-4-1普通砂井成孔與灌砂方法普通砂井的井徑較大2．袋裝砂井施工工藝1)施工優(yōu)點。袋裝砂井施工不僅可保證砂井的連續(xù)性，砂的用量也大大減少，基本上克服了普通砂井存在的技術(shù)問題。此外，袋裝砂井施工打設設備實現(xiàn)了輕型化，施工速度較快、工程造價降低，是一種較理想的豎向排水體。2)施工設備。袋裝砂井的施工設備，一般為導管式的振動打設機械，常見的有軌道門架式、履帶臂架式、步履臂架式、吊機導架式等，如圖4-4-5所示為步履式砂井機。3)施工砂袋。國內(nèi)采用的砂袋主要有麻布袋和聚丙烯編織袋,其力學特征如表4-4-2所示。882．袋裝砂井施工工藝1)施工優(yōu)點。袋裝砂井施工不僅可保證砂圖4-4-5步履式砂井機89圖4-4-5步履式砂井機16表4-4-2砂袋材料力學性能表材料名稱麻袋布聚丙烯編織袋拉伸試驗抗拉強度(MPa)1.921.70伸長率(％)5.525彎曲180o試驗彎心直徑(cm)7.57.5伸長率(％)423破壞情況完整完整滲透性(cm/s)>0.0190表4-4-2砂袋材料力學性能表材料名稱麻袋布聚丙烯拉伸試4)施工程序。袋裝砂井的施工程序包括：

①立位②整理樁尖(活瓣樁尖、混凝土預制樁尖)③沉入導管④砂袋裝入導管⑤管內(nèi)灌水(減少砂袋與管壁的摩擦力)⑥拔管⑦與砂墊層連接。5)袋裝砂井施工應注意的一些問題。

(1)準確定位。導架上設置明顯標志，準確控制砂井的位置、深度和垂直度。垂直度允許偏差1.5cm／m，砂袋頂端高出地面，外露長度30cm；

(2)砂料含泥量要符合要求。一般含泥量要求小于3％，以減小井阻效應；

914)施工程序。袋裝砂井的施工程序包括：5)袋裝砂井施工(3)用風干砂。袋中砂不宜采用潮濕砂，以免袋內(nèi)砂干燥后，體積減小，造成袋裝砂井縮短與排水墊層不搭接等質(zhì)量事故。砂袋灌砂率要求大于95％；(4)砂袋入井細致。砂袋入井下沉時，防止發(fā)生扭曲、掛破和斷裂現(xiàn)象，套管上拔時及時向袋內(nèi)補灌砂土至設計高度；

(5)施工中確保樁尖與導管口密封良好。目的是避免導管內(nèi)進泥過多，影響加固深度。在頂端，確保砂袋埋入砂墊層中的長度不應小于500mm；

(6)其它。袋裝砂井施工所用套管內(nèi)徑宜略大于砂井直徑。聚丙烯編織袋應避免長時間裸曬，防止老化。92(3)用風干砂。袋中砂不宜采用潮濕砂，以免袋內(nèi)砂干燥后3．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)主要特點。塑料排水板具有排水暢通、質(zhì)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(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。933．塑料排水板(帶)施工工藝塑料板排水法起源于瑞典的紙П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)94П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

(1)塑料排水板(帶)的縱向通水量不小于(15～40)×103mm3／s；濾膜的滲透系數(shù)不小于5×10-3mm／s；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(10～15)N／mm；

濾膜的抗拉強度，干態(tài)時不小于(1.5～3.0)N／mm，濕態(tài)時不小于(1.0～2.5)N／mm(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。95(1)塑料排水板(帶)的縱向通水量不小于(15～40表4-4-3部分塑料排水帶性能表96表4-4-3部分塑料排水帶性能表234)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：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)。974)施工機具。排水板打設機械與袋裝砂井打設機械可通用，6)施工注意事項及要點

①選擇合適的打設機械和管靴；②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；③打設機上設有進尺標志，控制塑料帶打設深度；④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；⑤排水板(帶)施工用套管應保證插入地基中的板帶不扭曲；986)施工注意事項及要點①選擇合適的打設機械⑥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；⑦排水板(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30cm⑧排水板(帶)需要接長時，應采用濾膜內(nèi)芯帶平搭接的連接方法，搭接長度宜大于200mm。⑨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。99⑥套管尖平端與導管靴配合要適當，避免錯縫，防止淤泥在打設過排水帶外露長度不小于30cm100排水帶外露長度不小于30cm277)質(zhì)量要求①平面位置允許偏差小于10cm；②垂直度允許偏差1.5cm／m；③排水帶頂端必須高出地面，外露長度30(20～45)cm；④排水帶底標高偏差小于10cm；⑤嚴禁出現(xiàn)扭結(jié)、斷裂和撕破濾膜現(xiàn)象；1017)質(zhì)量要求28二水平排水體施工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)和有機質(zhì)混入，其滲透系數(shù)宜大于1×10-2cm／s。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。102二水平排水體施工1)水平排水體的作用。水平排水體的作

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103地基土條件施工方法軟土地基具有硬殼層(1)機械分堆三加壓系統(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(jié)法的固結(jié)壓力(荷載)主要有三類：①建(構(gòu))筑物本身的重量，如堤壩、道路；②外加預壓荷載；③通過減小地基土的孔隙水壓力而增加有效固結(jié)壓力。104三加壓系統(tǒng)的施工1堆載預壓1)堆料要求

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(nèi)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(gòu)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。

1052)堆載面積要求3)嚴格控制加荷速率34)做好變形監(jiān)測

根據(jù)《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》(JGJ79---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。1064)做好變形監(jiān)測可以根據(jù)上述觀察資料綜合分析、判斷地基的穩(wěn)

真空預壓是一種有效加速軟土地基排水固結(jié)的方法。該法不需要堆載，省略了加載和卸載的工序，真空法所產(chǎn)生的負壓使地基土的孔隙水迅速排出，縮短了地基固結(jié)時間。同時，真空預壓法所用的設備和施工工藝均比較簡單，無需大量的大型設備，便于大面積施工。真空預壓施工流程：2真空預壓

測量放線

測量放線鋪設主支濾排水管

測量放線鋪設主支濾排水管鋪設上層砂墊層

測量放線鋪設主支濾排水管鋪設上層砂墊層砂面整平

測量放線鋪設主支濾排水管鋪設上層砂墊層砂面整平鋪設聚氯乙烯薄膜

測量放線鋪設主支濾排水管鋪設上層砂墊層砂面整平鋪設聚氯乙烯薄膜施工密封溝

測量放線鋪設主支濾排水管鋪設上層砂墊層砂面整平鋪設聚氯乙烯薄膜施工密封溝設置測量標志

測量放線鋪設主支濾排水管鋪設上層砂墊層砂面整平鋪設聚氯乙烯薄膜施工密封溝設置測量標志安裝真空泵

抽真空預壓固結(jié)土層

抽真空預壓固結(jié)土層效果檢驗107真空預壓是一種有效加速軟土地基排水固結(jié)的方法。該1)加固區(qū)劃分

理論計算和實際加固效果表明，每塊真空預壓加固場地的面積宜大不宜小。但是，受施工能力或場地條件限制，需要把場地劃分成幾個分區(qū)分期加固，劃分區(qū)域時應考慮以下幾個因素：

(1)

避免相鄰加固區(qū)分界線橫過建筑物。否則，容易引起該分界區(qū)域加固效果差異而導致建筑物發(fā)生不均勻沉降；平面上，加固區(qū)有效邊線要大于建筑邊線距;

(2)

應考慮豎向排水體打設能力、大面積密封膜的加工能力、大面積鋪膜能力、射流裝置和濾管的數(shù)量等因素；

(3)

加固面積的確定應以滿足建筑工期要求為依據(jù)；

(4)

加固區(qū)之間的距離應盡量減小或者共用一條封閉溝。1081)加固區(qū)劃分理論計算和實際加固效果表明2)真空泵

真空泵包括普通真空泵和射流真空泵?！督ㄖ鼗幚砑夹g(shù)規(guī)范》(JGJ79—2002)規(guī)定：真空預壓的抽氣設備宜采用射流真空泵，空抽時必須達到95kPa以上的真空吸力，真空泵的設置應根據(jù)預壓面積大小和形狀、真空泵效率和工程經(jīng)驗確定，但每塊預壓區(qū)至少應設置兩臺真空泵。1092)真空泵真空泵包括3)真空管路設置濾水管的條形布置濾水管的梳齒形布置濾水管出膜口圖4-4-11

真空管路的連接應嚴格密封,在真空管路中應設置止回閥和截門?

水平向分布濾水管可采用條狀,梳齒狀及羽毛狀等形式(圖4-4-11),濾水管布置宜形成回路?濾水管應設在砂墊層中,其上覆蓋厚度100～200mm的砂層?濾水管可采用鋼管或塑料管,外包尼龍紗或土工織物等濾水材料?1103)真空管路設置濾水管的條形布置濾水管的表4-4-5密封膜性能表抗拉強度(MPa)伸長率(％)直角斷裂強度厚度微孔縱向橫向斷裂低溫(MPa)(mm)(個)≥18.5≥16.5≥22020-45≥4.00.12±0.02≤104)密封膜

應采用抗老化性能好?韌性好?抗穿刺性能強的不透氣材料(表4-4-5)

?密封膜熱合時宜采用雙熱合縫的平搭接,搭接寬度應大于15mm?密封膜宜鋪設3層,膜周邊可采用挖溝埋膜?平鋪并用粘上覆蓋壓邊?圍捻溝內(nèi)及膜上覆水等方法進行密封(圖4-4-11，12

)?111表4-4-5密封膜性能表抗拉強度伸長率(％)直角斷厚度微圖4-4-11密封溝圖4-4-12平鋪膜112圖4-4-11密封溝圖4-4-12平鋪膜395)施工質(zhì)量保證措施(1)

要達到相同的固結(jié)度，則豎向排水體間距越小，所需時間越短。在工期較緊時，可適當采用較小間距；否則，可適當放大間距，以降低費用

(2)

加固區(qū)內(nèi)要求達到的平均固結(jié)度，一般不得小于80%。

(3)

真空預壓的效果和密封膜內(nèi)所能達到的真空度關(guān)系極大。根據(jù)國內(nèi)一些工程的經(jīng)驗，膜內(nèi)真空度一般可維持在600mmHg柱高左右，相當于80KPa的堆載壓力。

(4)

真空預壓的總面積不得小于建筑物基礎外緣所包圍的面積，且應超出建筑物基礎外緣2~3m。1135)施工質(zhì)量保證措施(1)要達到相同的固結(jié)度，則豎(5)

在鋪設聚氯乙烯密封膜時應注意在真空加固塊的四周，密封膜四邊應保留有足夠的3~5m富余壓邊條。

(6)

在抽真空過程開始以后，膜下真空度在預期內(nèi)達不到80KPa，則需采取相應技術(shù)措施加以處理。如增加真空泵以加大抽真空能力，或仔細檢查、修補密封溝等，從而確保真空預壓能達到設計效果。

(7)

設備操作必須嚴格遵照機械操作使用規(guī)范進行，嚴禁違反操作規(guī)程，盲目操作。電工要負責檢查導線的絕緣情況，特別是的動力線和配電箱、集裝箱的引入線部分絕緣是否可靠。114(5)在鋪設聚氯乙烯密封膜時應注意在真空加固塊的四周真空預壓法施工示意圖115真空預壓法施工示意圖42第四章

預壓法(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(jié)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(zhì)檢116第四章預壓法(排水固結(jié)法)一施工過程監(jiān)測排水圖4-5-1空隙水壓力與時間關(guān)系曲線117圖4-5-1空隙水壓力與時間關(guān)系曲線442固結(jié)度的估算

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(jié)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)1182固結(jié)度的估算根據(jù)實測的某時刻的孔隙水

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(jié)土莫爾強度包線和應力途徑;

圖4-5-2(b)所示為正常固結(jié)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119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，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-L?1

；L?1點到達破壞以前停止加荷，經(jīng)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L?2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。120圖4-5-2(a)圖4-5-2(b)圖4-5-2中，L2)u／P比值控制法一些工程實踐經(jīng)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u／P<0.5～0.6。