1、1 排水固结法广泛应用于我国的沿海平原和内陆湖泊沉积排水固结法广泛应用于我国的沿海平原和内陆湖泊沉积地区的软土地基加固工程中，并积累了丰富的施工经验。地区的软土地基加固工程中，并积累了丰富的施工经验。 排水固结法施工工艺可分为三个部分：排水固结法施工工艺可分为三个部分：三项施工工艺是三项施工工艺是排水固结法施工的排水固结法施工的要点要点 1) 竖向排水体的施工竖向排水体的施工; 2) 水平排水体的施工水平排水体的施工; 3) 加压系统的施工加压系统的施工(预压预压) ( ).2堆载堆载3 常见的常见的竖向排水竖向排水体包括体包括普通砂井普通砂井、袋装砂井袋装砂井和和塑料塑料排水带（板）排水带（
2、板）。其中。其中: :普通砂井普通砂井的直径一的直径一 般为般为300300500mm500mm；袋装砂井袋装砂井的直径一般为的直径一般为7070120mm120mm；塑料排水带塑料排水带( (板板) )的宽度大多的宽度大多100mm100mm左右，厚度左右，厚度3 37mm7mm。4 施工方法施工方法主要有主要有: : 沉管法沉管法; ; 水冲法水冲法; ; 钻孔法。钻孔法。 三种施工方法各有其特点、适用条件。三种施工方法各有其特点、适用条件。 因此在选用砂井施工工艺时，应根据待加固软土地基的工因此在选用砂井施工工艺时，应根据待加固软土地基的工程地质条件、施工环境以及本地区的工程经验综合考虑
3、确定。程地质条件、施工环境以及本地区的工程经验综合考虑确定。 5砂井的砂料应选用中粗砂，其黏粒含量不应大于砂井的砂料应选用中粗砂，其黏粒含量不应大于3； 保证砂井连续、密实，防止出现颈缩现象。砂井的灌砂量，保证砂井连续、密实，防止出现颈缩现象。砂井的灌砂量，应按井孔的体积和砂在中密状态时的干密度计算，其实际应按井孔的体积和砂在中密状态时的干密度计算，其实际灌砂量不得小于计算值的灌砂量不得小于计算值的95。灌入砂袋中的砂宜用干砂，。灌入砂袋中的砂宜用干砂，并应灌制密实；并应灌制密实； 施工时尽量减小对周围土的扰动；施工时尽量减小对周围土的扰动； 施工后砂井的长度、直径和间距应满足设计要求。施工后
4、砂井的长度、直径和间距应满足设计要求。施工时注意以下四个方面的问题：施工时注意以下四个方面的问题： 6(171-桩管；桩管；2-锁轴；锁轴；3-活瓣活瓣8u 将振动锤与沉管刚性连接，形成一个以振动锤为动力的振动体系。将振动锤与沉管刚性连接，形成一个以振动锤为动力的振动体系。u启动振锤后，锤内两组对称的偏心块通过齿轮控制作反方向的同启动振锤后，锤内两组对称的偏心块通过齿轮控制作反方向的同步旋转运动。步旋转运动。运动产生的离心力水平方向相互抵消、垂直方向叠运动产生的离心力水平方向相互抵消、垂直方向叠加，形成周期性的激振力，带动沉管上下振动。加，形成周期性的激振力，带动沉管上下振动。u沉管振动频率和
5、地基土自振频率一致时，周围土体产生共振，导沉管振动频率和地基土自振频率一致时，周围土体产生共振，导致其强度急剧下降并发生液化，土体对沉管表面的摩阻力和管底致其强度急剧下降并发生液化，土体对沉管表面的摩阻力和管底的端阻力大大降低。的端阻力大大降低。管体在自重和附加荷载作用下沉入预定深管体在自重和附加荷载作用下沉入预定深度。然后，灌砂并振动提管形成砂井。度。然后，灌砂并振动提管形成砂井。优点：优点：有效地避免了管内砂子随套管上拔而带出，保证了砂井的连有效地避免了管内砂子随套管上拔而带出，保证了砂井的连续性和密实性，砂井质量好。续性和密实性，砂井质量好。9 水冲法是在直径为水冲法是在直径为50507
6、0mm70mm的冲管下端装一个有数个直径的冲管下端装一个有数个直径3 35mm5mm喷射孔的射水喷头，并焊有喷射孔的射水喷头，并焊有3 35 5个三角形翼片个三角形翼片( (或环形切刀或环形切刀) )用用以切土，冲管上端设置的接水管头与高压水泵连接。冲孔时用配有以切土，冲管上端设置的接水管头与高压水泵连接。冲孔时用配有卷扬机的三角架将冲管吊起，并使射水喷头插入预先挖好的孔坑内。卷扬机的三角架将冲管吊起，并使射水喷头插入预先挖好的孔坑内。启动水泵后，高压水射出冲切孔底土体，冲管在自重作用下沉至设启动水泵后，高压水射出冲切孔底土体，冲管在自重作用下沉至设计深度。计深度。成孔后经清孔，再向孔内灌砂形
7、成砂井成孔后经清孔，再向孔内灌砂形成砂井( (图图4-4-3)4-4-3)。 水冲法成孔适用于土质较好且均匀的黏性土地基，而对于土质水冲法成孔适用于土质较好且均匀的黏性土地基，而对于土质很软的淤泥、夹有粉砂薄层的软土地基，该法容易造成缩孔、串孔很软的淤泥、夹有粉砂薄层的软土地基，该法容易造成缩孔、串孔及地基扰动大等问题，不易保证成孔和灌砂质量，应慎重采用。及地基扰动大等问题，不易保证成孔和灌砂质量，应慎重采用。1011 水冲法施工水冲法施工注意注意4点点：(1) 控制好冲孔时水压力大小和冲水时间，避免产生塌孔、缩径；控制好冲孔时水压力大小和冲水时间，避免产生塌孔、缩径；(2) 避免不同土层采用
8、相同水压时，所出现的成孔直径不同的现象避免不同土层采用相同水压时，所出现的成孔直径不同的现象发生；发生；(3) 控制好孔内灌砂质量和排污问题。应保证砂井的灌砂率不小于控制好孔内灌砂质量和排污问题。应保证砂井的灌砂率不小于计算值的计算值的95，清孔时，孔内泥浆务必清洗干净，砂中含泥量，清孔时，孔内泥浆务必清洗干净，砂中含泥量增加，将会使砂井渗透系数降低，影响土层的排水固结效率增加，将会使砂井渗透系数降低，影响土层的排水固结效率;(4) 处理好排污问题。该方法施工中会产生大量泥浆，泥浆排放疏处理好排污问题。该方法施工中会产生大量泥浆，泥浆排放疏导不利，将会对水平排水垫层带来不利影响，应采取合理的排
9、导不利，将会对水平排水垫层带来不利影响，应采取合理的排污措施。污措施。12 钻孔法钻孔法以动力螺旋钻钻孔，钻至预定深度，清孔后灌砂以动力螺旋钻钻孔，钻至预定深度，清孔后灌砂形成砂井。形成砂井。 由于由于钻孔法钻孔法为干法钻进施工，因此该法适用于陆上工程，为干法钻进施工，因此该法适用于陆上工程，一般要求处理地基的砂井长度在一般要求处理地基的砂井长度在10m以内。对较软的土层，以内。对较软的土层，钻进过程中要注意不应出现缩颈、塌孔等现象，避免灌砂效钻进过程中要注意不应出现缩颈、塌孔等现象，避免灌砂效果差与砂井的质量问题发生。果差与砂井的质量问题发生。13 普通砂井的井径较大、排水普通砂井的井径较大
10、、排水性良好、井阻和涂抹作用的影性良好、井阻和涂抹作用的影响也小，但容易造成砂井的不响也小，但容易造成砂井的不连续、缩颈和错位现象连续、缩颈和错位现象( ( ) )。另外，该法施工速度。另外，该法施工速度较慢、工程量大、造价较高。较慢、工程量大、造价较高。14此外，此外，施工打设设备实现了轻型化，施工速度较快、工程造施工打设设备实现了轻型化，施工速度较快、工程造价降低，是一种较理想的竖向排水体。价降低，是一种较理想的竖向排水体。袋装砂井的施工设备，一般为导管式的振动打袋装砂井的施工设备，一般为导管式的振动打设机械，常见的有轨道门架式、履带臂架式、步履臂架式、吊设机械，常见的有轨道门架式、履带臂
11、架式、步履臂架式、吊机导架式等，如机导架式等，如图图4-4-5所示为步履式砂井机。所示为步履式砂井机。国内采用的砂袋主要有麻布袋和聚丙烯编织袋国内采用的砂袋主要有麻布袋和聚丙烯编织袋,其力学特征如其力学特征如。1516材料名称材料名称麻袋布麻袋布聚丙烯聚丙烯编织袋编织袋拉伸试验拉伸试验抗拉强度抗拉强度(MPa)1.921.70伸长率伸长率()5.525弯曲弯曲180o试验试验弯心直径弯心直径(cm)7.57.5伸长率伸长率()423破坏情况破坏情况完整完整完整完整渗透性渗透性(cm/s)0.0117袋装砂井的施工程序包括：袋装砂井的施工程序包括： 立位立位整理桩尖整理桩尖(活瓣桩尖、混凝土预制
12、桩尖活瓣桩尖、混凝土预制桩尖)沉入导沉入导管管砂袋装入导管砂袋装入导管管内灌水管内灌水(减少砂袋与管壁的摩擦力减少砂袋与管壁的摩擦力) 拔管拔管与砂垫层连接。与砂垫层连接。 (1) (1) 准确定位。准确定位。导架上设置明显标志，准确控制砂井的位置、导架上设置明显标志，准确控制砂井的位置、深度和垂直度。垂直度允许偏差深度和垂直度。垂直度允许偏差1.5cm1.5cmm m，砂袋顶端高出地面，砂袋顶端高出地面，外露长度外露长度30cm30cm； (2) (2) 砂料含泥量要符合要求。砂料含泥量要符合要求。一般含泥量要求小于一般含泥量要求小于3 3，以，以减小井阻效应；减小井阻效应； 18 (3)
13、(3) 用风干砂。用风干砂。袋中砂不宜采用潮湿砂，以免袋内砂干燥后，袋中砂不宜采用潮湿砂，以免袋内砂干燥后，体积减小，造成袋装砂井缩短与排水垫层不搭接等质量事故。体积减小，造成袋装砂井缩短与排水垫层不搭接等质量事故。砂袋灌砂率要求大于砂袋灌砂率要求大于9595； (4) (4) 砂袋入井细致。砂袋入井细致。砂袋入井下沉时，防止发生扭曲、挂破砂袋入井下沉时，防止发生扭曲、挂破和断裂现象，套管上拔时及时向袋内补灌砂土至设计高度；和断裂现象，套管上拔时及时向袋内补灌砂土至设计高度； (5) (5) 施工中确保桩尖与导管口密封良好。施工中确保桩尖与导管口密封良好。目的是避免导管内目的是避免导管内进泥过
14、多，影响加固深度。在顶进泥过多，影响加固深度。在顶端，确保砂袋埋入砂垫层中端，确保砂袋埋入砂垫层中的长度不应小于的长度不应小于500mm500mm； (6) (6) 其它。其它。袋装砂井施工所用套管内径宜略大于砂井直径。袋装砂井施工所用套管内径宜略大于砂井直径。聚丙烯编织袋应避免长时间裸晒，防止老化。聚丙烯编织袋应避免长时间裸晒，防止老化。19 塑料板排水法起源于瑞典的纸板排水法，我国于塑料板排水法起源于瑞典的纸板排水法，我国于19831983年由河海年由河海大学大学( (原华东水利学院原华东水利学院) ) 、交通部第一航务工程局科研所、天津港、交通部第一航务工程局科研所、天津港务局等单位引进
15、并推广应用。务局等单位引进并推广应用。塑料排水板具有排水畅通、质量轻、强度高、耐久性塑料排水板具有排水畅通、质量轻、强度高、耐久性好等特点，因而是一种较理想的新型竖向排水体。好等特点，因而是一种较理想的新型竖向排水体。塑料塑料水板由滤膜和板芯组成，滤膜用以隔土和渗水板由滤膜和板芯组成，滤膜用以隔土和渗水水, ,板芯的齿槽为排水通道，排水板被打入地基土内，其两侧承受板芯的齿槽为排水通道，排水板被打入地基土内，其两侧承受土的齐压力且被地下水浸泡，起到隔土、渗水和排水通道的功能土的齐压力且被地下水浸泡，起到隔土、渗水和排水通道的功能( (图图4-4-6)4-4-6)。其中，芯板由聚丙烯和聚乙烯塑料加
16、工而成两面有间。其中，芯板由聚丙烯和聚乙烯塑料加工而成两面有间隔沟槽的板体，虑膜一般采用耐腐蚀的涤纶衬布。隔沟槽的板体，虑膜一般采用耐腐蚀的涤纶衬布。20(图图4-4-6)21 (1) (1) 的纵向通水量不小于的纵向通水量不小于(15(1540)40)10103 3mmmm3 3s s；滤膜滤膜的渗透系数不小于的渗透系数不小于5 51010-3-3mmmms s；选择塑料排水板选择塑料排水板(带带)时，应使时，应使其具有良好的透水性和强度。其中：其具有良好的透水性和强度。其中： (2) (2) 芯带芯带的抗拉强度的抗拉强度不小于不小于(10(1015)N15)Nmmmm； 滤膜滤膜的抗拉强度
17、的抗拉强度，干态时不小于，干态时不小于(1.5(1.53.0)N3.0)Nmmmm，湿，湿态时不小于态时不小于(1.0(1.02.5)N2.5)Nmm(mm(插人土中较短时用小值，较长时插人土中较短时用小值，较长时用大值用大值) )。 (3) (3) 整个排水带应反复对折整个排水带应反复对折5 5次不断裂才认为合格。次不断裂才认为合格。2223排水板打设机械与袋装砂井打设机械可通用，排水板打设机械与袋装砂井打设机械可通用，只是将圆形导管改为矩形导管。当然还有一些专门打设机具只是将圆形导管改为矩形导管。当然还有一些专门打设机具 。 图图24 选择合适的打设机械和管靴；选择合适的打设机械和管靴；
18、管靴管靴(或桩尖或桩尖)要与排水板要与排水板(带带)连接好，与套管扣紧，避免连接好，与套管扣紧，避免提管时脱开，将排水板提管时脱开，将排水板(带带)带出，防止套管进泥；带出，防止套管进泥； 打设机上设有进尺标志，控制塑料带打设深度；打设机上设有进尺标志，控制塑料带打设深度； 排水板排水板(带带)的性能指标必须符合设计要求。排水板的性能指标必须符合设计要求。排水板(带带)在在现场应妥加护，防止阳光照射、破损或污染，破损或污染现场应妥加护，防止阳光照射、破损或污染，破损或污染者禁用；者禁用；排水板排水板(带带)施工用套管应保证插入地基中的板带不扭曲；施工用套管应保证插入地基中的板带不扭曲；25套管
19、尖平端与导管靴配合要适当，避免错缝，防止淤泥在打套管尖平端与导管靴配合要适当，避免错缝，防止淤泥在打设过程中进入导管、乃至增大对排水板设过程中进入导管、乃至增大对排水板( (带带) )的阻力，甚至将的阻力，甚至将塑料板带出；塑料板带出；排水板排水板( (带带) )施工时，宜配置能检测其深度的设备，保证施工施工时，宜配置能检测其深度的设备，保证施工深度不小于设计值；深度不小于设计值；排水带外露长度不小于排水带外露长度不小于30cm排水板排水板( (带带) )需要接长时，应采用滤膜内芯带平搭接的连接方需要接长时，应采用滤膜内芯带平搭接的连接方法，搭接长度宜大于法，搭接长度宜大于200mm200mm
20、。排水板排水板( (带带) ) 施工完毕验收后，要埋人砂垫层，且埋入长度施工完毕验收后，要埋人砂垫层，且埋入长度不应小于不应小于500mm500mm。26排水带外露长排水带外露长度不小于度不小于30cm27 平面位置允许偏差小于平面位置允许偏差小于10cm； 垂直度允许偏差垂直度允许偏差1.5cmm； 排水带顶端必须高出地面，外露长度排水带顶端必须高出地面，外露长度30(2045)cm； 排水带底标高偏差小于排水带底标高偏差小于10cm； 严禁出现扭结、断裂和撕破滤膜现象；严禁出现扭结、断裂和撕破滤膜现象；28水平排水体的作用是在预压过程中，作为水平排水体的作用是在预压过程中，作为土体渗流水的
21、快速排除通道，加快土层的排水固结，它与竖向排土体渗流水的快速排除通道，加快土层的排水固结，它与竖向排水体相连，又称为排水砂垫层。水体相连，又称为排水砂垫层。垫层砂料应保证具有较好的透水性，一般选用中粗垫层砂料应保证具有较好的透水性，一般选用中粗砂，黏粒含量不宜大于砂，黏粒含量不宜大于3 3，无杂质和有机质混入，其渗透系数宜，无杂质和有机质混入，其渗透系数宜大于大于1 11010-2-2cmcms s。排水砂垫层的厚度首先要满足及时排水的要求，。排水砂垫层的厚度首先要满足及时排水的要求，有时还起到持力层的作用，规范要求其厚度不应小于有时还起到持力层的作用，规范要求其厚度不应小于500mm500m
22、m。砂垫层施工方法根据场地的地基土条件而定，主要有砂垫层施工方法根据场地的地基土条件而定，主要有如下几种情况和相应施工方法，如如下几种情况和相应施工方法，如所示。所示。 29 地基土条件地基土条件 施工方法施工方法软土地基具有软土地基具有硬壳层硬壳层(1)机械分堆摊铺法机械分堆摊铺法(硬壳层承载力较好硬壳层承载力较好)(2)顺序推进摊铺法顺序推进摊铺法(硬壳层承载力较差硬壳层承载力较差)软土地基表面软土地基表面较软较软地基表面首先铺设加强筋，如荆笆、塑料编织地基表面首先铺设加强筋，如荆笆、塑料编织网、土工织物等，然后采用轻型机械铺砂网、土工织物等，然后采用轻型机械铺砂(图图4-4-8) 超软地
23、基超软地基(1)地基表面首先铺设加强筋，如荆笆、塑料地基表面首先铺设加强筋，如荆笆、塑料编织网、土工织物等，然后人力顺序推进铺设，编织网、土工织物等，然后人力顺序推进铺设，或皮带运输机传送回垫或皮带运输机传送回垫;(2)水力泵输砂铺垫法水力泵输砂铺垫法(水力冲填水力冲填)(图图4-4-9)30 堆载预压的材料一般以散料为主，如石料、砂、砖等。对堆载预压的材料一般以散料为主，如石料、砂、砖等。对超软地基的堆载预压，大面积施工时通常采用自卸汽车与推土超软地基的堆载预压，大面积施工时通常采用自卸汽车与推土机联合作业，第一级荷载宜用轻型机械或人工作业。机联合作业，第一级荷载宜用轻型机械或人工作业。排水
24、固结法的固结压力排水固结法的固结压力(荷载荷载)主要有三类：主要有三类： 建建(构构)筑物本身的重量，如堤坝、道路；筑物本身的重量，如堤坝、道路； 外加预压荷载；外加预压荷载； 通过减小地基土的孔隙水压力而增加有效固结压力。通过减小地基土的孔隙水压力而增加有效固结压力。31 堆载的顶面积不能小于建筑物底面积。堆载的底面积也堆载的顶面积不能小于建筑物底面积。堆载的底面积也应适当扩大，以保证建筑物范围内的地基得到均匀加固。应适当扩大，以保证建筑物范围内的地基得到均匀加固。 路堤、土石坝、油罐等构筑物，因填土高、荷载大，地路堤、土石坝、油罐等构筑物，因填土高、荷载大，地基强度不易满足快速填筑的要求，
25、工程上要严格控制加荷速基强度不易满足快速填筑的要求，工程上要严格控制加荷速率。采用逐层填筑的方法，确保各级荷载下的地基稳定性。率。采用逐层填筑的方法，确保各级荷载下的地基稳定性。 32 根据根据建筑地基处理技术规范建筑地基处理技术规范(JGJ 79-2002)的规定，的规定，加载过程中应进行竖向变形、边桩水平位移及孔隙水压力加载过程中应进行竖向变形、边桩水平位移及孔隙水压力等项目的监测，且根据监测资料控制加载速率。其中：等项目的监测，且根据监测资料控制加载速率。其中： a 、对竖井地基，最大竖向变形量每天不应超过对竖井地基，最大竖向变形量每天不应超过15mm； b 、对天然地基，最大竖向变形量
26、每天不应超过对天然地基，最大竖向变形量每天不应超过10mm； c 、边桩水平位移每天不应超过边桩水平位移每天不应超过5mm， 33 真空预压是一种有效加速软土地基排水固结的方法。真空预压是一种有效加速软土地基排水固结的方法。该法该法不需要堆载，省略了加载和卸载的工序，真空法所产生的负压使不需要堆载，省略了加载和卸载的工序，真空法所产生的负压使地基土的孔隙水迅速排出，缩短了地基固结时间。同时，真空预地基土的孔隙水迅速排出，缩短了地基固结时间。同时，真空预压法所用的设备和施工工艺均比较简单，无需大量的大型设备，压法所用的设备和施工工艺均比较简单，无需大量的大型设备，便于大面积施工。便于大面积施工。
27、 测量放线测量放线 测量放线测量放线铺设主支滤排水管铺设主支滤排水管 测量放线测量放线铺设主支滤排水管铺设主支滤排水管铺设上层砂垫层铺设上层砂垫层 测量放线测量放线铺设主支滤排水管铺设主支滤排水管铺设上层砂垫层铺设上层砂垫层砂面整砂面整平平 测量放线测量放线铺设主支滤排水管铺设主支滤排水管铺设上层砂垫层铺设上层砂垫层砂面整砂面整平平铺设聚氯乙烯薄膜铺设聚氯乙烯薄膜 测量放线测量放线铺设主支滤排水管铺设主支滤排水管铺设上层砂垫层铺设上层砂垫层砂面整砂面整平平铺设聚氯乙烯薄膜铺设聚氯乙烯薄膜施工密封沟施工密封沟 测量放线测量放线铺设主支滤排水管铺设主支滤排水管铺设上层砂垫层铺设上层砂垫层砂面整砂面
28、整平平铺设聚氯乙烯薄膜铺设聚氯乙烯薄膜施工密封沟施工密封沟设置测量标志设置测量标志 测量放线测量放线铺设主支滤排水管铺设主支滤排水管铺设上层砂垫层铺设上层砂垫层砂面整砂面整平平铺设聚氯乙烯薄膜铺设聚氯乙烯薄膜施工密封沟施工密封沟设置测量标志设置测量标志安装安装真空泵真空泵 抽真空预压固结土层抽真空预压固结土层 抽真空预压固结土层抽真空预压固结土层34 理论计算和实际加固效果表明，每块真空预压加固场地的面积理论计算和实际加固效果表明，每块真空预压加固场地的面积。受施工能力或场地条件限制，需要把场地划分受施工能力或场地条件限制，需要把场地划分成几个分区分期加固，划分区域时应考虑以下几个因素：成几个
29、分区分期加固，划分区域时应考虑以下几个因素： 避免相邻加固区分界线横过建筑物。否则，容易引起该分界避免相邻加固区分界线横过建筑物。否则，容易引起该分界区域加固效果差异而导致建筑物发生不均匀沉降；平面上，加固区区域加固效果差异而导致建筑物发生不均匀沉降；平面上，加固区有效边线要大于建筑边线距有效边线要大于建筑边线距; 应考虑竖向排水体打设能力、大面积密封膜的加工能力、大应考虑竖向排水体打设能力、大面积密封膜的加工能力、大面积铺膜能力、射流装置和滤管的数量等因素；面积铺膜能力、射流装置和滤管的数量等因素； 加固面积的确定应以满足建筑工期要求为依据；加固面积的确定应以满足建筑工期要求为依据； 加固区
30、之间的距离应尽量减小或者共用一条封闭沟。加固区之间的距离应尽量减小或者共用一条封闭沟。35 真空泵包括普通真空泵和射流真空泵。真空泵包括普通真空泵和射流真空泵。建筑地基处理建筑地基处理技术规范技术规范(JGJ792002)规定：规定： 真空预压的抽气设备宜采用射流真空泵，空抽时必须达真空预压的抽气设备宜采用射流真空泵，空抽时必须达到到95kPa以上的真空吸力，真空泵的设置应根据预压面积大以上的真空吸力，真空泵的设置应根据预压面积大小和形状、真空泵效率和工程经验确定，但每块预压区至少小和形状、真空泵效率和工程经验确定，但每块预压区至少应设置两台真空泵。应设置两台真空泵。36 真空管路的连接应严格
31、密封真空管路的连接应严格密封, ,在真空管路中应设置止回阀和截门在真空管路中应设置止回阀和截门 水平向分布滤水管可采用条状水平向分布滤水管可采用条状, ,梳齿状及羽毛状等形式梳齿状及羽毛状等形式( (图图4-4-4-4-1111 ), ),滤水管布置宜形成回路滤水管布置宜形成回路 滤水管应设在砂垫层中滤水管应设在砂垫层中, ,其上覆盖厚其上覆盖厚度度100100200mm200mm的砂层的砂层 滤水管可采用钢管或塑料管滤水管可采用钢管或塑料管, ,外包尼龙纱或外包尼龙纱或土工织物等滤水材料土工织物等滤水材料 37 应采用抗老化性能好应采用抗老化性能好 韧性好韧性好 抗穿刺性能强的不透气材抗穿刺
32、性能强的不透气材料料( ( 密封膜热合时宜采用双热合缝的平搭接密封膜热合时宜采用双热合缝的平搭接, ,搭接宽搭接宽度应大于度应大于15mm15mm 密封膜密封膜宜铺设宜铺设3 3层层, ,膜周边可采用挖沟埋膜膜周边可采用挖沟埋膜 平平铺并用粘上覆盖压边铺并用粘上覆盖压边 围捻沟内及膜上覆水等方法进行密封围捻沟内及膜上覆水等方法进行密封( (图图4-4-114-4-11，1212 ) ) 3839 (1) (1) 要达到相同的固结度，则竖向排水体间距越小，所需时要达到相同的固结度，则竖向排水体间距越小，所需时间越短。在工期较紧时，可适当采用较小间距；否则，可间越短。在工期较紧时，可适当采用较小间
33、距；否则，可适当放大间距，以降低费用适当放大间距，以降低费用 (2)(2) 加固区内要求达到的平均固结度，一般不得小于加固区内要求达到的平均固结度，一般不得小于80%80%。 (3)(3) 真空预压的效果和密封膜内所能达到的真空度关系极大。真空预压的效果和密封膜内所能达到的真空度关系极大。根据国内一些工程的经验，膜内真空度一般可维持在根据国内一些工程的经验，膜内真空度一般可维持在600mmHg600mmHg柱高左右，相当于柱高左右，相当于80KPa80KPa的堆载压力。的堆载压力。 (4)(4) 真空预压的总面积不得小于建筑物基础外缘所包围的面真空预压的总面积不得小于建筑物基础外缘所包围的面积
34、，且应超出建筑物基础外缘积，且应超出建筑物基础外缘23m23m。40 (5) (5) 在铺设聚氯乙烯密封膜时应注意在真空加固块的四周，在铺设聚氯乙烯密封膜时应注意在真空加固块的四周，密封膜四边应保留有足够的密封膜四边应保留有足够的35m35m富余压边条。富余压边条。 (6)(6) 在抽真空过程开始以后，膜下真空度在预期内达不到在抽真空过程开始以后，膜下真空度在预期内达不到80KPa80KPa，则需采取相应技术措施加以处理。如增加真空泵以加大，则需采取相应技术措施加以处理。如增加真空泵以加大抽真空能力，或仔细检查、修补密封沟等，从而确保真空预压抽真空能力，或仔细检查、修补密封沟等，从而确保真空预
35、压能达到设计效果。能达到设计效果。 (7)(7) 设备操作必须严格遵照机械操作使用规范进行，严禁违设备操作必须严格遵照机械操作使用规范进行，严禁违反操作规程，盲目操作。反操作规程，盲目操作。 电工要负责检查导线的绝缘情况，特电工要负责检查导线的绝缘情况，特别是的动力线和配电箱、集装箱的引入线部分绝缘是否可靠。别是的动力线和配电箱、集装箱的引入线部分绝缘是否可靠。4142 排水固结法的施工观测是保障安全施工和有效加固地基的重排水固结法的施工观测是保障安全施工和有效加固地基的重要手段，施工当中常进行的观测和检测项目包括：孔隙水压力观要手段，施工当中常进行的观测和检测项目包括：孔隙水压力观测、沉降观
36、测、边桩水平位移观测、地基土物理力学指标检测。测、沉降观测、边桩水平位移观测、地基土物理力学指标检测。 利用孔隙水压力的现场观测资料可以优化加荷速率、推算不利用孔隙水压力的现场观测资料可以优化加荷速率、推算不同时间的固结度和强度增长，对于分析地基的稳定性，避免加荷同时间的固结度和强度增长，对于分析地基的稳定性，避免加荷过快而造成地基破坏具有重要意义。过快而造成地基破坏具有重要意义。为典型的孔隙水压为典型的孔隙水压力观测曲线。力观测曲线。4344 根据实测的某时刻的孔隙水压力可以按式根据实测的某时刻的孔隙水压力可以按式(4-5-1)估计该估计该时刻地基土的固结度：时刻地基土的固结度：式中：式中：
37、 uo为自加荷后该点孔隙压力累计增加值为自加荷后该点孔隙压力累计增加值(不考虑消散值不考虑消散值)，kPa； u为自加荷后该点孔隙压力累计消散值，为自加荷后该点孔隙压力累计消散值，kPa； ut为为t时刻实测超孔隙水压力，时刻实测超孔隙水压力，kPa。00)(1uuuuUtt(4-5-1)45 利用孔隙水压力的现场观测资料还可以有效地控制加荷速率，利用孔隙水压力的现场观测资料还可以有效地控制加荷速率，避免加荷过快造成软土地基剪切破坏。避免加荷过快造成软土地基剪切破坏。 1) 1) 有效应力途径法有效应力途径法 堆载预压过程就是孔隙水压力增加和消散的过程，随着地基堆载预压过程就是孔隙水压力增加和
38、消散的过程，随着地基中的孔隙水压力的变化，土中某点有效应力也随之变化。根据有中的孔隙水压力的变化，土中某点有效应力也随之变化。根据有效应力的变化途径，可判断地基的稳定性和决定加荷速率及间歇效应力的变化途径，可判断地基的稳定性和决定加荷速率及间歇时间。时间。(a)(a)所示为正常固结土莫尔强度包线和应力途径所示为正常固结土莫尔强度包线和应力途径; ; (b)(b)所示为正常固结土所示为正常固结土K Kf f线线( (以总应力表示的极限应力以总应力表示的极限应力圆顶点的连线圆顶点的连线) )和应力途径。和应力途径。46中，中，L L1 1点为地基某测点的天然应力状态，施加第一级荷载后，有点为地基某
39、测点的天然应力状态，施加第一级荷载后，有效应力轨迹为曲线效应力轨迹为曲线L L1 1- -L L1 1 ；L L1 1点到达破坏以前停止加荷，经过一段时间点到达破坏以前停止加荷，经过一段时间停歇，孔隙水压力逐渐消散，有效应力增大至停歇，孔隙水压力逐渐消散，有效应力增大至L L2 2点，然后施加第二级荷载，点，然后施加第二级荷载，应力轨迹至应力轨迹至L L2 2点，停止加荷，使孔隙水消散。继续施加下级荷载时，作同点，停止加荷，使孔隙水消散。继续施加下级荷载时，作同样的处理，使应力轨迹始终位于破坏包线以下，可避免地基发生剪切破坏。样的处理，使应力轨迹始终位于破坏包线以下，可避免地基发生剪切破坏。4
40、7 2) uP比值控制法比值控制法 一些工程实践经验表明，堆载预压加压过程中，如果加压过快一些工程实践经验表明，堆载预压加压过程中，如果加压过快可导致地基失稳，必须控制地基中孔隙水压力可导致地基失稳，必须控制地基中孔隙水压力u和荷载和荷载P之比小于某之比小于某一定值，可避免造成地基失稳，一般控制二者比值一定值，可避免造成地基失稳，一般控制二者比值uP 0.50.6。 在堆载预压加荷过程中，以时间在堆载预压加荷过程中，以时间t为横坐标，加荷为横坐标，加荷P和孔隙水压和孔隙水压力力u 为纵坐标，绘制分为纵坐标，绘制分析曲线析曲线(，可直，可直观地监测孔隙水压力观地监测孔隙水压力随各阶段加荷的变化随
41、各阶段加荷的变化情况。情况。4849 预压到某一程度后可卸载，卸载标准为：预压到某一程度后可卸载，卸载标准为： (1) 地面总沉降量大于预压荷载下最终计算沉降量地面总沉降量大于预压荷载下最终计算沉降量的的80； (2) 地基总固结度大于地基总固结度大于80； (3) 地面沉降速率小于地面沉降速率小于0.51.0mmd，沉降变化，沉降变化曲线趋于平缓。曲线趋于平缓。50 1) 塑料排水带：塑料排水带：必须在现场随机抽样送往实验室进行性能必须在现场随机抽样送往实验室进行性能指标的测试指标的测试, ,其性能指标包括纵向通水量其性能指标包括纵向通水量 复合体抗拉强度复合体抗拉强度 滤膜抗拉强度滤膜抗拉
42、强度 滤膜渗透系数和等效孔径等滤膜渗透系数和等效孔径等 2) 砂料：砂料：对不同来源的砂井和砂垫层砂料对不同来源的砂井和砂垫层砂料, ,必须取样进行颗必须取样进行颗粒分析和渗透性试验粒分析和渗透性试验 3) 地基质量检验内容：地基质量检验内容：对于以抗滑稳定为控制要求的重要对于以抗滑稳定为控制要求的重要工程工程, ,应在预压区内选择代表性地点预留孔位应在预压区内选择代表性地点预留孔位, ,在加载不同阶在加载不同阶段进行原位十字板剪切试验和取土进行室内土工试验段进行原位十字板剪切试验和取土进行室内土工试验 51 4) 变形监测：变形监测：对预压工程对预压工程, ,应进行地基竖向变形应进行地基竖向
43、变形, ,侧向位移和孔隙侧向位移和孔隙水压力等项目的监测，监测结果要满足规范要求水压力等项目的监测，监测结果要满足规范要求 5) 膜下真空度和地下水位量测：膜下真空度和地下水位量测：真空预压工程除应进行地基变形真空预压工程除应进行地基变形 孔隙水压力的监测外孔隙水压力的监测外, ,尚应进行膜下真空尚应进行膜下真空度和地下水位的量测度和地下水位的量测 6) 预压法竣工验收检验应符合下列规定预压法竣工验收检验应符合下列规定: : a a 排水竖井处理深度排水竖井处理深度范围内和竖井底面以下受压土层范围内和竖井底面以下受压土层, ,经预压所完成的经预压所完成的竖向变形和平均竖向变形和平均固结度应满足
44、设计要求固结度应满足设计要求；b b 应对预压的地基土进行原位十字板剪应对预压的地基土进行原位十字板剪切试验和室内土工试验切试验和室内土工试验 必要时必要时, ,尚应进行现场载荷试验尚应进行现场载荷试验, ,试验数试验数量不应少于量不应少于3 3点点 52【例题例题1】 排水固结法由排水固结法由( )组成。组成。 A. 加压系统加压系统 B. 砂桩砂桩 C. 排水系统排水系统 D. 填土填土 E. 量测系统量测系统 答案：答案： 【例题例题2】在排水系统中，属于水平排水体的有在排水系统中，属于水平排水体的有( )。 A普通砂井普通砂井 B袋装砂井袋装砂井 C塑料排水带塑料排水带 D砂垫砂垫层层
45、 答案：答案：53 【例题例题3】 排水固结法中具体哪些方法可适用于处理很软排水固结法中具体哪些方法可适用于处理很软弱的饱和粘性土地基弱的饱和粘性土地基?( ) A降低地下水位法降低地下水位法 B真空预压法真空预压法 C电渗法电渗法 D堆载预压法堆载预压法 E超载预压法超载预压法 答案：答案： 降低地下水位法、真空预压法和电渗法由于不增加剪应力，降低地下水位法、真空预压法和电渗法由于不增加剪应力，地基不会产生剪切破坏，所以他适用于很软弱的饱和粘性土地地基不会产生剪切破坏，所以他适用于很软弱的饱和粘性土地基。基。54【例题例题4】真空预压的原理主要涉及哪些方面（真空预压的原理主要涉及哪些方面（
46、）? A薄膜上面承受等于薄膜内外压差的荷载薄膜上面承受等于薄膜内外压差的荷载 B地下水位降低，相应增加附加应力地下水位降低，相应增加附加应力 C封闭气泡排出，土的渗透性加大封闭气泡排出，土的渗透性加大 D超孔隙水压力的消散超孔隙水压力的消散 答案：答案：【例题例题5】在工程中应用的竖向排水体有在工程中应用的竖向排水体有( )。 A普通砂井普通砂井 B砂垫层砂垫层 C. 袋装砂井袋装砂井 D. 塑料排水带塑料排水带 答案：答案：55【例题例题6】排水固结法加固地基的作用有排水固结法加固地基的作用有( )。 A、提高承载力；、提高承载力；B、减少沉降；、减少沉降；C、提高稳定性；、提高稳定性； D
47、、复合地基；、复合地基；E、加筋、加筋 答案：答案：【例题例题7】用于连续薄砂层的排水固结法有用于连续薄砂层的排水固结法有( )；可克服次固；可克服次固结方法的有结方法的有( )? A砂井法砂井法 B堆载法堆载法 C真空预压真空预压 D. 超载法超载法 答案：答案： 排水固结法适用于处理各类淤泥、淤泥质土及冲填土等饱和粘性土地基。排水固结法适用于处理各类淤泥、淤泥质土及冲填土等饱和粘性土地基。砂井法特别适用于处理存在连续薄砂层的地基，但砂井只能加速主固结而砂井法特别适用于处理存在连续薄砂层的地基，但砂井只能加速主固结而不能减少次固结，故对有机质土和泥炭等次固结土可利用超载的方法。不能减少次固结
48、，故对有机质土和泥炭等次固结土可利用超载的方法。56【例题例题9】工程实际中，真空预压法可产生的最大荷载约为工程实际中，真空预压法可产生的最大荷载约为( )。 A50kPa B70kPa C85kPa D100kPa E120kPa 答案：答案：【例题例题8】理论上，真空预压法可使地基产生的最大荷载为理论上，真空预压法可使地基产生的最大荷载为( )？ A50kPa B75kPa C80kPa D100kPa E，120kPa 答案：答案：57【例题例题10】下列哪一种或几种预压法下列哪一种或几种预压法不需要不需要控制加荷速率控制加荷速率?( ) A砂井堆载预压砂井堆载预压 B堆载堆载 C砂井真
49、空预压砂井真空预压 D降水预压降水预压 E超载预压超载预压 答案：答案：真空预压和降水预压是在负超静水压力下排水固结，故也称为负压固结。真空预压和降水预压是在负超静水压力下排水固结，故也称为负压固结。其余的堆载预压方法总应力增加，因此为了防止地基土剪切破坏，因此要其余的堆载预压方法总应力增加，因此为了防止地基土剪切破坏，因此要控制加荷速率。控制加荷速率。58【例题例题11】排水固结法的设计的最终目标是排水固结法的设计的最终目标是( )。 A 加固期限尽量短加固期限尽量短 B固结沉降要快固结沉降要快 C充分增加强度充分增加强度 D复合地基复合地基 答案：答案： 59 【例题例题12】塑料排水带的
50、宽度为塑料排水带的宽度为100mm，厚度为，厚度为5mm，则其当量换算直径则其当量换算直径(换算系数取换算系数取 1.0)为为( )。 A25.2mm B66.8mm C33.4mm D50.4mm 答案：答案：mmbdp8.66)5100(20.1)(2 塑料排水带常用当量直径表示，设计时，将塑料排水板换算塑料排水带常用当量直径表示，设计时，将塑料排水板换算成相当直径的砂井，是根据两种排水体与土的接触面积相等的原成相当直径的砂井，是根据两种排水体与土的接触面积相等的原理进行的。塑料排水带宽度为理进行的。塑料排水带宽度为b，厚度为，厚度为，则换算直径可按下式，则换算直径可按下式计算：计算：60
