預(yù)壓法排水固結(jié)法概述加固機(jī)理設(shè)計(jì)與計(jì)算PPT學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1應(yīng)用排水固結(jié)法的主要目的包括三個(gè)方面：應(yīng)用排水固結(jié)法的主要目的包括三個(gè)方面：第1頁(yè)/共56頁(yè)第2頁(yè)/共56頁(yè)第3頁(yè)/共56頁(yè) 荷載作用下，地基土層的固結(jié)過(guò)程實(shí)質(zhì)上就是孔隙水壓力不斷消荷載作用下，地基土層的固結(jié)過(guò)程實(shí)質(zhì)上就是孔隙水壓力不斷消散和有效應(yīng)力不斷增長(zhǎng)的過(guò)程。散和有效應(yīng)力不斷增長(zhǎng)的過(guò)程。 排水和加壓系統(tǒng)就是改變地基應(yīng)力場(chǎng)中的總應(yīng)力排水和加壓系統(tǒng)就是改變地基應(yīng)力場(chǎng)中的總應(yīng)力和孔隙水和孔隙水壓力壓力u u來(lái)達(dá)到增大有效應(yīng)力來(lái)達(dá)到增大有效應(yīng)力、實(shí)現(xiàn)壓縮土層的目的。、實(shí)現(xiàn)壓縮土層的目的。第4頁(yè)/共56頁(yè)第5頁(yè)/共56頁(yè)ee,ee )(ee第6頁(yè)/共56頁(yè) 如果對(duì)地基施加的荷如果對(duì)地基施加

2、的荷載大于建載大于建(構(gòu)構(gòu))筑荷載筑荷載，如圖如圖4-2-1中的中的d點(diǎn)所對(duì)應(yīng)點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的壓力，則會(huì)進(jìn)一步增的壓力，則會(huì)進(jìn)一步增大地層的固結(jié)程度，大大地層的固結(jié)程度，大大減少地基的沉降量，大減少地基的沉降量，該方法稱(chēng)為該方法稱(chēng)為超載預(yù)壓排超載預(yù)壓排水固結(jié)法水固結(jié)法。第7頁(yè)/共56頁(yè)固結(jié)度固結(jié)度U 可表示為：可表示為： )1(uuU加載的固結(jié)過(guò)程可表示為：加載的固結(jié)過(guò)程可表示為： ； ； ，固結(jié)完成。固結(jié)完成。 0, 0,0U，ut時(shí)10 ,0uu，t時(shí)1, 0U，ut時(shí)顯然，顯然，U 隨有效應(yīng)力隨有效應(yīng)力的增加而增大并趨向于的增加而增大并趨向于1。 第8頁(yè)/共56頁(yè)第9頁(yè)/共56頁(yè)第10頁(yè)/共5

3、6頁(yè) 真空預(yù)壓法真空預(yù)壓法是在需要加固的軟土地基表面：是在需要加固的軟土地基表面：先鋪設(shè)先鋪設(shè)砂墊層；砂墊層； 當(dāng)抽真空時(shí)，先后在地表砂墊層及豎向排水通道內(nèi)逐當(dāng)抽真空時(shí)，先后在地表砂墊層及豎向排水通道內(nèi)逐步形成負(fù)壓，使土體內(nèi)部與排水通道、墊層之間形成壓差。步形成負(fù)壓，使土體內(nèi)部與排水通道、墊層之間形成壓差。在此壓差作用下，土體中的孔隙水不斷由排水通道排出，在此壓差作用下，土體中的孔隙水不斷由排水通道排出，從而使土體固結(jié)。從而使土體固結(jié)。 然后埋設(shè)垂直排水管道；然后埋設(shè)垂直排水管道； 再用不透氣的封閉膜再用不透氣的封閉膜使其與大氣隔絕，薄膜四周埋入土中；使其與大氣隔絕，薄膜四周埋入土中； 通過(guò)砂

4、墊層內(nèi)埋設(shè)的吸水管道，用真空裝置進(jìn)行抽氣，使其形成真空，增加地基的有效應(yīng)力，見(jiàn)通過(guò)砂墊層內(nèi)埋設(shè)的吸水管道，用真空裝置進(jìn)行抽氣，使其形成真空，增加地基的有效應(yīng)力，見(jiàn) 。第11頁(yè)/共56頁(yè)a 真空預(yù)壓過(guò)程示意圖真空預(yù)壓過(guò)程示意圖; b 增壓的有效應(yīng)力增壓的有效應(yīng)力第12頁(yè)/共56頁(yè) 1) 薄膜上面承受等于薄膜內(nèi)外壓差的荷載。薄膜上面承受等于薄膜內(nèi)外壓差的荷載。 2) 地下水位降低，相應(yīng)增加附加應(yīng)力。地下水位降低，相應(yīng)增加附加應(yīng)力。 3) 封閉氣泡排出，土的滲透性加大。封閉氣泡排出，土的滲透性加大。 真空預(yù)壓是將覆蓋于地面密封膜下的地基通過(guò)抽氣泵抽為真空真空預(yù)壓是將覆蓋于地面密封膜下的地基通過(guò)抽氣泵

5、抽為真空狀態(tài)，使膜內(nèi)外形成氣壓差。狀態(tài)，使膜內(nèi)外形成氣壓差。 地基達(dá)到完全真空時(shí)，理論上可產(chǎn)生地基達(dá)到完全真空時(shí)，理論上可產(chǎn)生一個(gè)大氣壓一個(gè)大氣壓(100kPa)(100kPa)的預(yù)的預(yù)壓荷載壓荷載( (實(shí)際只能達(dá)到實(shí)際只能達(dá)到85-90kPa)85-90kPa)，從而使土層產(chǎn)生固結(jié)壓力。，從而使土層產(chǎn)生固結(jié)壓力。即在總應(yīng)力不變情況下，通過(guò)減小孔隙水壓力來(lái)增加有效應(yīng)力即在總應(yīng)力不變情況下，通過(guò)減小孔隙水壓力來(lái)增加有效應(yīng)力的方法。的方法。 真空預(yù)壓和降水預(yù)壓是在負(fù)超靜水壓力下排水固結(jié)，故稱(chēng)為真空預(yù)壓和降水預(yù)壓是在負(fù)超靜水壓力下排水固結(jié)，故稱(chēng)為負(fù)負(fù)壓固結(jié)。壓固結(jié)。第13頁(yè)/共56頁(yè)：u堆載預(yù)壓堆載

6、預(yù)壓是一種是一種“推車(chē)推車(chē)”排水法，直接通過(guò)增加外荷載對(duì)地基施壓，達(dá)到提高空隙水壓力的目的，進(jìn)而對(duì)水體實(shí)施排水法，直接通過(guò)增加外荷載對(duì)地基施壓，達(dá)到提高空隙水壓力的目的，進(jìn)而對(duì)水體實(shí)施“強(qiáng)行擠出強(qiáng)行擠出”；u真空預(yù)壓真空預(yù)壓是一種是一種“拉車(chē)?yán)?chē)”排水法，即通過(guò)人為降低排水法，即通過(guò)人為降低“出水口出水口”的壓力，使得地基中的水體獲得高水頭差，并實(shí)現(xiàn)水體的排出；的壓力，使得地基中的水體獲得高水頭差，并實(shí)現(xiàn)水體的排出；u兩者兩者都是形成相對(duì)強(qiáng)的水力梯度場(chǎng)，從而達(dá)到都是形成相對(duì)強(qiáng)的水力梯度場(chǎng)，從而達(dá)到“驅(qū)水驅(qū)水”的目的。的目的。 第14頁(yè)/共56頁(yè) 第15頁(yè)/共56頁(yè)第16頁(yè)/共56頁(yè)堆載物：填土

7、、砂石等散粒材料。油罐地基：堆載物：填土、砂石等散粒材料。油罐地基：實(shí)施對(duì)地基的預(yù)壓；實(shí)施對(duì)地基的預(yù)壓；堤壩：堤壩：以其本身重量有控制地分級(jí)加載，直至設(shè)計(jì)標(biāo)高。以其本身重量有控制地分級(jí)加載，直至設(shè)計(jì)標(biāo)高。超載預(yù)壓：超載預(yù)壓：為了加速壓縮過(guò)程，可采用比建為了加速壓縮過(guò)程，可采用比建( (構(gòu)構(gòu)) )筑物重量大的荷載筑物重量大的荷載進(jìn)行預(yù)壓。進(jìn)行預(yù)壓。 堆載預(yù)壓法的設(shè)計(jì)內(nèi)容主要包括：堆載預(yù)壓法的設(shè)計(jì)內(nèi)容主要包括： 1) 1) 選擇砂井或塑料排水帶選擇砂井或塑料排水帶( (板板) )，確定其斷面尺寸、間距、排，確定其斷面尺寸、間距、排列方式和深度。列方式和深度。 2)2) 排水砂墊層材料和厚度。排水砂

8、墊層材料和厚度。 3)3) 確定預(yù)壓區(qū)范圍、預(yù)壓荷載大小、荷載分級(jí)、加載速率和確定預(yù)壓區(qū)范圍、預(yù)壓荷載大小、荷載分級(jí)、加載速率和預(yù)壓時(shí)間。預(yù)壓時(shí)間。 4) 4) 計(jì)算地基土的固結(jié)度、強(qiáng)度增長(zhǎng)、穩(wěn)定性和變形等計(jì)算地基土的固結(jié)度、強(qiáng)度增長(zhǎng)、穩(wěn)定性和變形等 。第17頁(yè)/共56頁(yè) 對(duì)深厚軟粘土地基，對(duì)深厚軟粘土地基，應(yīng)設(shè)置塑料排水帶或砂井等排水豎井；當(dāng)軟應(yīng)設(shè)置塑料排水帶或砂井等排水豎井；當(dāng)軟土層較薄或含有較多粉砂類(lèi)層，且固結(jié)速率能滿(mǎn)足工期要求時(shí)，可不土層較薄或含有較多粉砂類(lèi)層，且固結(jié)速率能滿(mǎn)足工期要求時(shí)，可不設(shè)置排水豎井。設(shè)置排水豎井。砂井直徑和間距，主要取決于黏性土層的固結(jié)特性和砂井直徑和間距，主要

9、取決于黏性土層的固結(jié)特性和施工期限的要求。施工期限的要求。研究表明，即使砂井直徑很小，如只有研究表明，即使砂井直徑很小，如只有3cm3cm的理想的理想井井( (不計(jì)涂抹作用和砂井阻力作用不計(jì)涂抹作用和砂井阻力作用) )，對(duì)加速固結(jié)也是極其有效的。所，對(duì)加速固結(jié)也是極其有效的。所以，以，原則上砂井以采用原則上砂井以采用“細(xì)而密細(xì)而密”的方案較好。的方案較好。 砂井地基的固結(jié)度：砂井地基的固結(jié)度：包括包括豎向排水固結(jié)度豎向排水固結(jié)度與與向內(nèi)徑向排水固結(jié)度，向內(nèi)徑向排水固結(jié)度， 影響排水固結(jié)的因素：影響排水固結(jié)的因素：砂井或塑料排水帶砂井或塑料排水帶( (板板) )尺寸、間距、排列尺寸、間距、排列方

10、式和深度方式和深度第18頁(yè)/共56頁(yè) 分三類(lèi)排水井分三類(lèi)排水井( (帶帶): ): 1)1) 普通砂井取普通砂井取300300500mm;500mm;2)2) 袋裝砂井取袋裝砂井取7070120mm;120mm;3)3) 塑料排水帶的當(dāng)量核算直徑塑料排水帶的當(dāng)量核算直徑(dp) = =b排水帶寬度排水帶寬度(mm)(mm)；d d 排水帶厚度排水帶厚度(mm) (mm) 。 d)(2b(4-3-1)第19頁(yè)/共56頁(yè)第20頁(yè)/共56頁(yè) llde05. 132等邊三角形排等邊三角形排列：列：正方形排列：正方形排列：llde13. 14 可采用等邊三角形式或正式方形排列可采用等邊三角形式或正式方形

11、排列( )。其。其有效排水直徑有效排水直徑 de與井間距與井間距l(xiāng)之關(guān)系為：之關(guān)系為： 第21頁(yè)/共56頁(yè)l l可根據(jù)地基土的固結(jié)特性和預(yù)定時(shí)間內(nèi)所要求達(dá)到的固結(jié)度確可根據(jù)地基土的固結(jié)特性和預(yù)定時(shí)間內(nèi)所要求達(dá)到的固結(jié)度確定。定。間距間距l(xiāng)可按可按井徑比井徑比n 選用選用 (n=dedw ，de:有效排水直徑有效排水直徑;dw:豎井豎井直徑，塑料排水帶取直徑，塑料排水帶取dw=dp , ,亦即取豎井直徑亦即取豎井直徑dw為為當(dāng)量核算直徑當(dāng)量核算直徑dp ). 對(duì)普通砂井的間距可按對(duì)普通砂井的間距可按n=68選用，其余兩類(lèi)按選用，其余兩類(lèi)按n=1522選用選用。 依據(jù)建筑物對(duì)地基的穩(wěn)定性、變形要求

12、和工期確定。依據(jù)建筑物對(duì)地基的穩(wěn)定性、變形要求和工期確定。對(duì)以抗滑對(duì)以抗滑穩(wěn)定性控制的工程，井深至少應(yīng)超過(guò)最危險(xiǎn)滑動(dòng)面穩(wěn)定性控制的工程，井深至少應(yīng)超過(guò)最危險(xiǎn)滑動(dòng)面2.0m； 對(duì)以變形控制的建筑，井深應(yīng)根據(jù)在限定的預(yù)壓時(shí)間內(nèi)需完成對(duì)以變形控制的建筑，井深應(yīng)根據(jù)在限定的預(yù)壓時(shí)間內(nèi)需完成的變形量確定。豎井宜穿過(guò)受壓土層。的變形量確定。豎井宜穿過(guò)受壓土層。第22頁(yè)/共56頁(yè) 以連通砂井、塑料排水帶等豎向排水體，引出從土層排入豎向排水體的滲流水。以連通砂井、塑料排水帶等豎向排水體，引出從土層排入豎向排水體的滲流水。，砂墊層厚度應(yīng)小于，砂墊層厚度應(yīng)小于500mm500mm，砂墊層砂料宜用中粗砂，黏粒含量，

13、砂墊層砂料宜用中粗砂，黏粒含量3%3%，砂料中可混有少量粒徑小于，砂料中可混有少量粒徑小于50mm50mm的礫石。砂墊層的干密度應(yīng)大于的礫石。砂墊層的干密度應(yīng)大于1.5g1.5gcmcm3 3，其滲透系數(shù)宜大于，其滲透系數(shù)宜大于1 11010-2-2cm/scm/s。 在在預(yù)壓區(qū)邊緣預(yù)壓區(qū)邊緣應(yīng)設(shè)置排水溝，應(yīng)設(shè)置排水溝，預(yù)壓區(qū)內(nèi)預(yù)壓區(qū)內(nèi)宜設(shè)置與砂墊層宜設(shè)置與砂墊層相連的排水盲溝。相連的排水盲溝。第23頁(yè)/共56頁(yè) 在軟弱地基上堆載預(yù)壓，必然在地基中產(chǎn)生剪應(yīng)力。在軟弱地基上堆載預(yù)壓，必然在地基中產(chǎn)生剪應(yīng)力。當(dāng)該剪當(dāng)該剪應(yīng)力大于軟土地基的抗剪強(qiáng)度時(shí)，地基將剪切破壞。應(yīng)力大于軟土地基的抗剪強(qiáng)度時(shí)，地

14、基將剪切破壞。第24頁(yè)/共56頁(yè)Cu是否超出設(shè)計(jì)荷載是否超出設(shè)計(jì)荷載第25頁(yè)/共56頁(yè)2) 計(jì)算第一級(jí)荷載計(jì)算第一級(jí)荷載P1作用下地基強(qiáng)度的增長(zhǎng)值。地基在作用下地基強(qiáng)度的增長(zhǎng)值。地基在P1預(yù)壓下預(yù)壓下，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間強(qiáng)度逐漸提高，地基強(qiáng)度為，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間強(qiáng)度逐漸提高，地基強(qiáng)度為 1式中：式中：C? ?u1為為P1作用下地基固結(jié)增長(zhǎng)的強(qiáng)度；作用下地基固結(jié)增長(zhǎng)的強(qiáng)度； 為強(qiáng)度折減系數(shù)。為強(qiáng)度折減系數(shù)。 1) 利用地基的天然抗剪強(qiáng)度利用地基的天然抗剪強(qiáng)度Cu計(jì)算第一級(jí)容許施加的荷載計(jì)算第一級(jí)容許施加的荷載P1。對(duì)。對(duì)長(zhǎng)條梯形填土，可根據(jù)長(zhǎng)條梯形填土，可根據(jù)Fellenius公式估算，即公式估算，即 P

15、1 式中：式中：天然地基不排水抗剪強(qiáng)度天然地基不排水抗剪強(qiáng)度(由無(wú)側(cè)限、三軸不排水剪由無(wú)側(cè)限、三軸不排水剪試驗(yàn)或原位十字板剪切試驗(yàn)測(cè)定試驗(yàn)或原位十字板剪切試驗(yàn)測(cè)定)； K安全系數(shù)安全系數(shù)(建議采用建議采用1.11.5)。具體步驟具體步驟:第26頁(yè)/共56頁(yè) 3) 計(jì)算計(jì)算P1 作用下達(dá)到所定固結(jié)度作用下達(dá)到所定固結(jié)度(一般為一般為70)所需要的時(shí)間，即所需要的時(shí)間，即兩級(jí)荷載兩級(jí)荷載(Pi、Pi+1)間隔，目的在于確定第一級(jí)荷載停歇的時(shí)間，間隔，目的在于確定第一級(jí)荷載停歇的時(shí)間，或第二級(jí)荷載開(kāi)始施加的時(shí)間。地基在或第二級(jí)荷載開(kāi)始施加的時(shí)間。地基在Pi 作用下達(dá)到某一固結(jié)度作用下達(dá)到某一固結(jié)度所

16、需要的時(shí)間可根據(jù)固結(jié)度與時(shí)間的關(guān)系求得。所需要的時(shí)間可根據(jù)固結(jié)度與時(shí)間的關(guān)系求得。 4) 根據(jù)第根據(jù)第2步驟得到的地基強(qiáng)度步驟得到的地基強(qiáng)度Cu1, 計(jì)算第二級(jí)所能施加的荷載計(jì)算第二級(jí)所能施加的荷載P2，即，即 P2=5.52Cu1K 在此基礎(chǔ)上，計(jì)算在此基礎(chǔ)上，計(jì)算P2 作用下地基固結(jié)后的強(qiáng)度值：作用下地基固結(jié)后的強(qiáng)度值： Cu2=( Cu1+C? ?u2 ) ， 以及以及P2的作用時(shí)間的作用時(shí)間(固結(jié)度為固結(jié)度為70)。依次按上述步驟計(jì)算出各級(jí)。依次按上述步驟計(jì)算出各級(jí)加荷荷載加荷荷載Pi和加荷時(shí)間，直至超出設(shè)計(jì)荷載。和加荷時(shí)間，直至超出設(shè)計(jì)荷載。第27頁(yè)/共56頁(yè)5) 上述加荷計(jì)劃確定后

17、，對(duì)每一級(jí)荷載下地基的穩(wěn)定性進(jìn)行驗(yàn)算。上述加荷計(jì)劃確定后，對(duì)每一級(jí)荷載下地基的穩(wěn)定性進(jìn)行驗(yàn)算。當(dāng)?shù)鼗€(wěn)定性不滿(mǎn)足要求時(shí)，則調(diào)整上述加荷計(jì)劃。當(dāng)?shù)鼗€(wěn)定性不滿(mǎn)足要求時(shí)，則調(diào)整上述加荷計(jì)劃。6) 計(jì)算預(yù)壓荷載下地基的最終沉降量、預(yù)壓期間的沉降量和剩余計(jì)算預(yù)壓荷載下地基的最終沉降量、預(yù)壓期間的沉降量和剩余沉降量，以確定預(yù)壓荷載卸除的時(shí)間。如果預(yù)壓工期內(nèi)，地基沉沉降量，以確定預(yù)壓荷載卸除的時(shí)間。如果預(yù)壓工期內(nèi)，地基沉降量不滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求，則采用超載預(yù)壓，重新制定加荷計(jì)劃。降量不滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求，則采用超載預(yù)壓，重新制定加荷計(jì)劃。第28頁(yè)/共56頁(yè)右圖：右圖：。該等效柱。該等效柱體直徑體直徑dede，高度，高

18、度2 2H H，砂井直徑，砂井直徑d dw w，飽和，飽和軟黏土層上、下面均為排水面。加荷條軟黏土層上、下面均為排水面。加荷條件下，土層中孔隙水沿徑向和豎向滲流件下，土層中孔隙水沿徑向和豎向滲流，土層固結(jié)。地基固結(jié)計(jì)算公式見(jiàn)表，土層固結(jié)。地基固結(jié)計(jì)算公式見(jiàn)表4-4-3-13-1第29頁(yè)/共56頁(yè)第30頁(yè)/共56頁(yè)w 水重度；水重度； kh，kv 水平及豎向水平及豎向滲透系數(shù)；滲透系數(shù)；TV (=Cv t / H2)豎向固豎向固結(jié)時(shí)間因數(shù)結(jié)時(shí)間因數(shù)(無(wú)因次無(wú)因次)；a土的壓縮土的壓縮系數(shù)。系數(shù)。第31頁(yè)/共56頁(yè)其中其中: 為為t時(shí)間地基的平均固結(jié)度；時(shí)間地基的平均固結(jié)度； 為第為第 i 級(jí)荷載

19、的加載速度級(jí)荷載的加載速度(kPa/d) ; 為為各級(jí)荷載的累加值；各級(jí)荷載的累加值； Ti-1 , Ti 分別是第分別是第i級(jí)荷載的起級(jí)荷載的起始和終止時(shí)間始和終止時(shí)間(從零點(diǎn)起算，單位從零點(diǎn)起算，單位d)，當(dāng)計(jì)算第，當(dāng)計(jì)算第i級(jí)荷載加載過(guò)程中級(jí)荷載加載過(guò)程中某時(shí)間某時(shí)間t的固結(jié)度時(shí)，的固結(jié)度時(shí)，Ti 改為改為t ；、見(jiàn)見(jiàn)表表4-3-1 。對(duì)堅(jiān)井地基，。對(duì)堅(jiān)井地基，表中為不考慮涂沫和井阻影響的參考值。表中為不考慮涂沫和井阻影響的參考值。 tUiq PniTTtiiitiieeeTTpqU11)(1 實(shí)際工程中加荷是逐級(jí)進(jìn)行的，在一級(jí)或多級(jí)等速加載條件下，實(shí)際工程中加荷是逐級(jí)進(jìn)行的，在一級(jí)或多

20、級(jí)等速加載條件下，固結(jié)時(shí)間固結(jié)時(shí)間t時(shí)刻對(duì)應(yīng)總荷載的地基時(shí)刻對(duì)應(yīng)總荷載的地基平均固結(jié)度平均固結(jié)度計(jì)算辦法為：計(jì)算辦法為： 第32頁(yè)/共56頁(yè)第33頁(yè)/共56頁(yè) 瞬時(shí)加載條件下，考慮涂瞬時(shí)加載條件下，考慮涂抹和井阻影響時(shí)，豎井地基徑向排水抹和井阻影響時(shí)，豎井地基徑向排水平均固結(jié)度可按平均固結(jié)度可按下式下式計(jì)算：計(jì)算：式中：式中：t 固結(jié)時(shí)刻，固結(jié)時(shí)刻， 堅(jiān)井地基徑向排水平均固結(jié)度；堅(jiān)井地基徑向排水平均固結(jié)度； kh：天然土天然土層水平向滲透系數(shù)層水平向滲透系數(shù)(cm/s)(cm/s)；ks 涂抹區(qū)土的水平向滲透系數(shù)，可以涂抹區(qū)土的水平向滲透系數(shù)，可以取取 (cm/s)(cm/s)；qw 豎井縱向

21、排水量；豎井縱向排水量；L 堅(jiān)井深度堅(jiān)井深度(cm) ; rUhskk)3151( s：涂抹區(qū)直徑：涂抹區(qū)直徑ds與豎井直徑與豎井直徑dw之此值，可取之此值，可取s=2.03.0 (高靈敏性高靈敏性粘粘土取高值，土取高值，中靈敏性中靈敏性者取低值者取低值) ;s第34頁(yè)/共56頁(yè)222248,8HCFdCveh 在一級(jí)或多級(jí)等速加載條件下，考慮涂抹和井阻影響時(shí)，豎在一級(jí)或多級(jí)等速加載條件下，考慮涂抹和井阻影響時(shí)，豎井穿受壓土層地基之平均結(jié)度可以按井穿受壓土層地基之平均結(jié)度可以按t t時(shí)間地基的平均固結(jié)度時(shí)間地基的平均固結(jié)度 計(jì)算：計(jì)算：rUniTTtiiitiieeeTTpqU11)(1其中：

22、其中： 對(duì)排水豎井未穿透受壓土層的地基，應(yīng)當(dāng)分別計(jì)算豎井范圍、對(duì)排水豎井未穿透受壓土層的地基，應(yīng)當(dāng)分別計(jì)算豎井范圍、豎井底面以下土層的平均固結(jié)度。并通過(guò)預(yù)壓使這兩部分土層之固豎井底面以下土層的平均固結(jié)度。并通過(guò)預(yù)壓使這兩部分土層之固結(jié)度和所完成的變形量滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。結(jié)度和所完成的變形量滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。 第35頁(yè)/共56頁(yè) 計(jì)算預(yù)壓荷載下飽和粘性土地基中某點(diǎn)的抗剪強(qiáng)度時(shí)，應(yīng)計(jì)算預(yù)壓荷載下飽和粘性土地基中某點(diǎn)的抗剪強(qiáng)度時(shí)，應(yīng)考慮土體原來(lái)的固結(jié)狀態(tài)。對(duì)正常固結(jié)飽和粘性地基，基本點(diǎn)考慮土體原來(lái)的固結(jié)狀態(tài)。對(duì)正常固結(jié)飽和粘性地基，基本點(diǎn)某一時(shí)刻某一時(shí)刻 t 的抗剪強(qiáng)度的抗剪強(qiáng)度 可按下試計(jì)算：可按下試計(jì)算

23、：ftcutzofftUtan(kPa) 式中：式中： 地基土天然抗剪強(qiáng)度地基土天然抗剪強(qiáng)度(kPa); ：預(yù)壓荷載引起的該點(diǎn)的附加豎向應(yīng)力(kPa); Ut：該點(diǎn)土的固結(jié)度；該點(diǎn)土的固結(jié)度； ：三軸固：三軸固結(jié)不排水壓縮試驗(yàn)求得的土的內(nèi)磨擦角結(jié)不排水壓縮試驗(yàn)求得的土的內(nèi)磨擦角( (o o) ) ofzcu第36頁(yè)/共56頁(yè)預(yù)壓荷載下地基的最終豎向變形量預(yù)壓荷載下地基的最終豎向變形量為為 Sf :niioiioifheeeS111這兒：這兒：eoi 為第為第i層中點(diǎn)土自重應(yīng)力層中點(diǎn)土自重應(yīng)力(Pscz )對(duì)應(yīng)的孔隙比，由室內(nèi)固對(duì)應(yīng)的孔隙比，由室內(nèi)固結(jié)試驗(yàn)結(jié)試驗(yàn)e-p曲線曲線查得查得; e1i為

24、為第第i層中點(diǎn)土自重應(yīng)力層中點(diǎn)土自重應(yīng)力(Pscz ) +附加應(yīng)力附加應(yīng)力(Pz) 對(duì)應(yīng)的孔隙比，由室內(nèi)固結(jié)試驗(yàn)對(duì)應(yīng)的孔隙比，由室內(nèi)固結(jié)試驗(yàn)e-p曲線查得曲線查得 ; hi為為第第i層土層土層厚度層厚度(m) ; (音音kesei)：經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，對(duì)正常因結(jié)飽和粘性土：經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，對(duì)正常因結(jié)飽和粘性土=1.11.11.41.4，土質(zhì)軟，載荷小者取小值，反之最大值。，土質(zhì)軟，載荷小者取小值，反之最大值。 變形計(jì)算時(shí)，受壓層計(jì)算深夜取附加應(yīng)力與變形計(jì)算時(shí)，受壓層計(jì)算深夜取附加應(yīng)力與土自重應(yīng)力之比為土自重應(yīng)力之比為（PZ / Pscz =）0.10.1時(shí)的深度。時(shí)的深度。 第37頁(yè)/共56頁(yè) 真空預(yù)壓法真

25、空預(yù)壓法是在需要加固的軟黏土地基內(nèi)設(shè)置豎向排水體是在需要加固的軟黏土地基內(nèi)設(shè)置豎向排水體( (如如砂井或塑料排水板于地基土，由此達(dá)到排水固結(jié)的目的。砂井或塑料排水板于地基土，由此達(dá)到排水固結(jié)的目的。第38頁(yè)/共56頁(yè) l可根據(jù)地基土的固結(jié)特性和預(yù)定時(shí)間內(nèi)所要求達(dá)到的固結(jié)度確定?？筛鶕?jù)地基土的固結(jié)特性和預(yù)定時(shí)間內(nèi)所要求達(dá)到的固結(jié)度確定。間距間距( l ) 可按可按井徑比井徑比n 選用選用 ( ，dw為豎井直徑，對(duì)塑料排水為豎井直徑，對(duì)塑料排水帶可取帶可取dw = dp , , 亦即取豎井直徑亦即取豎井直徑dw為為當(dāng)量核算直徑當(dāng)量核算直徑dp ). 對(duì)普通砂井的間距可按對(duì)普通砂井的間距可按n=68

26、選用，其余兩類(lèi)按選用，其余兩類(lèi)按n=1522選用。選用。wdden 預(yù)堆載預(yù)壓法相同，亦即：預(yù)堆載預(yù)壓法相同，亦即： 真空預(yù)壓法必須設(shè)置排水豎井；真空預(yù)壓法必須設(shè)置排水豎井； 砂井砂料選擇同堆載預(yù)壓法，亦即砂井的砂料應(yīng)選用中粗砂，其砂井砂料選擇同堆載預(yù)壓法，亦即砂井的砂料應(yīng)選用中粗砂，其粘粒含量不應(yīng)大于粘粒含量不應(yīng)大于3%；其滲透系數(shù)應(yīng)大于；其滲透系數(shù)應(yīng)大于110-2cm/s。第39頁(yè)/共56頁(yè)預(yù)壓區(qū)邊緣應(yīng)大于建筑物基礎(chǔ)輪廓線，每邊增量不小于預(yù)壓區(qū)邊緣應(yīng)大于建筑物基礎(chǔ)輪廓線，每邊增量不小于3.0m;3.0m;真空預(yù)壓的地基最終豎向變形計(jì)算與堆載預(yù)壓法相同，其中真空預(yù)壓的地基最終豎向變形計(jì)算與堆

27、載預(yù)壓法相同，其中= = 0.80.80.90.9；真空；真空- -堆載聯(lián)合預(yù)壓法以真空預(yù)壓為主時(shí)，可取堆載聯(lián)合預(yù)壓法以真空預(yù)壓為主時(shí)，可取0.90.9；當(dāng)建筑物的荷載超過(guò)真空預(yù)壓的壓力，且建筑物對(duì)地基變形有嚴(yán)當(dāng)建筑物的荷載超過(guò)真空預(yù)壓的壓力，且建筑物對(duì)地基變形有嚴(yán)格要求時(shí)，可采用真空格要求時(shí)，可采用真空- -堆載聯(lián)合預(yù)壓法，其總壓力宜超過(guò)建筑物堆載聯(lián)合預(yù)壓法，其總壓力宜超過(guò)建筑物的荷載。的荷載。第40頁(yè)/共56頁(yè)膜下的真空度應(yīng)穩(wěn)定保持在膜下的真空度應(yīng)穩(wěn)定保持在650mmHg以上，且應(yīng)均勻分布，豎井以上，且應(yīng)均勻分布，豎井深度范圍內(nèi)土層的平均固結(jié)度應(yīng)大于深度范圍內(nèi)土層的平均固結(jié)度應(yīng)大于90%。

28、對(duì)于表層存在良好的透氣層或在處理范圍內(nèi)有充足水源補(bǔ)給的透對(duì)于表層存在良好的透氣層或在處理范圍內(nèi)有充足水源補(bǔ)給的透水層時(shí)，應(yīng)采取有效措施隔斷透氣層或透水層。水層時(shí)，應(yīng)采取有效措施隔斷透氣層或透水層。真空預(yù)壓所需抽真空設(shè)備的數(shù)量，可按加固面積的大小和形狀、真空預(yù)壓所需抽真空設(shè)備的數(shù)量，可按加固面積的大小和形狀、土層結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，以一套設(shè)備可抽真空的面積為土層結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，以一套設(shè)備可抽真空的面積為10001500m2確定。確定。 第41頁(yè)/共56頁(yè) 堆載預(yù)壓法現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目一般包括地面沉降觀測(cè)、水平位移堆載預(yù)壓法現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目一般包括地面沉降觀測(cè)、水平位移觀測(cè)和孔隙水壓力觀測(cè)，如有條件可進(jìn)行地基中深層沉降和水

29、平觀測(cè)和孔隙水壓力觀測(cè)，如有條件可進(jìn)行地基中深層沉降和水平位移觀測(cè)。根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)，提出如下控制要求：位移觀測(cè)。根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)，提出如下控制要求： 對(duì)豎井地基對(duì)豎井地基，最大豎向變形量每天不應(yīng)超過(guò)，最大豎向變形量每天不應(yīng)超過(guò)15mm，對(duì)天然對(duì)天然地基地基，最大豎向變形量每天不應(yīng)超過(guò)，最大豎向變形量每天不應(yīng)超過(guò)10mm；邊樁水平位移邊樁水平位移每天不應(yīng)超過(guò)每天不應(yīng)超過(guò)5mm；地基中孔壓地基中孔壓不得超過(guò)預(yù)壓荷載的不得超過(guò)預(yù)壓荷載的5060，并且應(yīng)根據(jù)，并且應(yīng)根據(jù)上述觀察資料綜合分析、判斷地基的穩(wěn)定性；上述觀察資料綜合分析、判斷地基的穩(wěn)定性；預(yù)壓荷載的卸荷時(shí)間預(yù)壓荷載的卸荷時(shí)間一般控制在固結(jié)度為一般控

30、制在固結(jié)度為85左右。左右。第42頁(yè)/共56頁(yè)【例題例題1】 排水固結(jié)法由排水固結(jié)法由( )組成。組成。 A. 加壓系統(tǒng)加壓系統(tǒng) B. 砂樁砂樁 C. 排水系統(tǒng)排水系統(tǒng) D. 填土填土 E. 量測(cè)系統(tǒng)量測(cè)系統(tǒng) 答案：答案： 【例題例題2】在排水系統(tǒng)中，屬于水平排水體的有在排水系統(tǒng)中，屬于水平排水體的有( )。 A普通砂井普通砂井 B袋裝砂井袋裝砂井 C塑料排水帶塑料排水帶 D砂墊砂墊層層 答案：答案：第43頁(yè)/共56頁(yè) 【例題例題3】 排水固結(jié)法中具體哪些方法可適用于處理很軟排水固結(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弱的飽和粘性土地基?( ) A降低地下水位法降低地下水位法 B

31、真空預(yù)壓法真空預(yù)壓法 C電滲法電滲法 D堆載預(yù)壓法堆載預(yù)壓法 E超載預(yù)壓法超載預(yù)壓法 答案：答案： 降低地下水位法、真空預(yù)壓法和電滲法由于不增加剪應(yīng)力，降低地下水位法、真空預(yù)壓法和電滲法由于不增加剪應(yīng)力，地基不會(huì)產(chǎn)生剪切破壞，所以他適用于很軟弱的飽和粘性土地地基不會(huì)產(chǎn)生剪切破壞，所以他適用于很軟弱的飽和粘性土地基?；?。第44頁(yè)/共56頁(yè)【例題例題4】真空預(yù)壓的原理主要涉及哪些方面（真空預(yù)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(yīng)增加附加應(yīng)力地下水位降低，相應(yīng)增加附加應(yīng)力 C封閉氣泡排出，土的滲透性加大封閉氣泡排

32、出，土的滲透性加大 D超孔隙水壓力的消散超孔隙水壓力的消散 答案：答案：【例題例題5】在工程中應(yīng)用的豎向排水體有在工程中應(yīng)用的豎向排水體有( )。 A普通砂井普通砂井 B砂墊層砂墊層 C. 袋裝砂井袋裝砂井 D. 塑料排水帶塑料排水帶 答案：答案：第45頁(yè)/共56頁(yè)【例題例題6】排水固結(jié)法加固地基的作用有排水固結(jié)法加固地基的作用有( )。 A、提高承載力；、提高承載力；B、減少沉降；、減少沉降；C、提高穩(wěn)定性；、提高穩(wěn)定性； D、復(fù)合地基；、復(fù)合地基；E、加筋、加筋 答案：答案：【例題例題7】用于連續(xù)薄砂層的排水固結(jié)法有用于連續(xù)薄砂層的排水固結(jié)法有( )；可克服次固；可克服次固結(jié)方法的有結(jié)方法

33、的有( )? A砂井法砂井法 B堆載法堆載法 C真空預(yù)壓真空預(yù)壓 D. 超載法超載法 答案：答案： 排水固結(jié)法適用于處理各類(lèi)淤泥、淤泥質(zhì)土及沖填土等飽和粘性土地基。排水固結(jié)法適用于處理各類(lèi)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(duì)有機(jī)質(zhì)土和泥炭等次固結(jié)土可利用超載的方法。不能減少次固結(jié)，故對(duì)有機(jī)質(zhì)土和泥炭等次固結(jié)土可利用超載的方法。第46頁(yè)/共56頁(yè)【例題例題9】工程實(shí)際中，真空預(yù)壓法可產(chǎn)生的最大荷載約為工程實(shí)際中，真空預(yù)壓法可產(chǎn)生的最大荷載約為(

34、)。 A50kPa B70kPa C85kPa D100kPa E120kPa 答案：答案：【例題例題8】理論上，真空預(yù)壓法可使地基產(chǎn)生的最大荷載為理論上，真空預(yù)壓法可使地基產(chǎn)生的最大荷載為( )？ A50kPa B75kPa C80kPa D100kPa E，120kPa 答案：答案：第47頁(yè)/共56頁(yè)【例題例題10】下列哪一種或幾種預(yù)壓法下列哪一種或幾種預(yù)壓法不需要不需要控制加荷速率控制加荷速率?( ) A砂井堆載預(yù)壓砂井堆載預(yù)壓 B堆載堆載 C砂井真空預(yù)壓砂井真空預(yù)壓 D降水預(yù)壓降水預(yù)壓 E超載預(yù)壓超載預(yù)壓 答案：答案：真空預(yù)壓和降水預(yù)壓是在負(fù)超靜水壓力下排水固結(jié)，故也稱(chēng)為負(fù)壓固結(jié)。真空

35、預(yù)壓和降水預(yù)壓是在負(fù)超靜水壓力下排水固結(jié)，故也稱(chēng)為負(fù)壓固結(jié)。其余的堆載預(yù)壓方法總應(yīng)力增加，因此為了防止地基土剪切破壞，因此其余的堆載預(yù)壓方法總應(yīng)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。要控制加荷速率。第48頁(yè)/共56頁(yè)【例題例題11】排水固結(jié)法的設(shè)計(jì)的最終目標(biāo)是排水固結(jié)法的設(shè)計(jì)的最終目標(biāo)是( )。 A 加固期限盡量短加固期限盡量短 B固結(jié)沉降要快固結(jié)沉降要快 C充分增加強(qiáng)度充分增加強(qiáng)度 D復(fù)合地基復(fù)合地基 答案：答案： 第49頁(yè)/共56頁(yè) 【例題例題12】塑料排水帶的寬度為塑料排水帶的寬度為100mm，厚度為，厚度為5mm，則其當(dāng)量換算直徑則其當(dāng)量換算直徑(換算系數(shù)取換算系數(shù)取

36、 10)為為( )。 A25.2mm B66.8mm C33.4mm D50.4mm 答案：答案：mmbdp8.66)5100(20.1)(2d 塑料排水帶常用當(dāng)量直徑表示，設(shè)計(jì)時(shí)，將塑料排水板換算塑料排水帶常用當(dāng)量直徑表示，設(shè)計(jì)時(shí)，將塑料排水板換算成相當(dāng)直徑的砂井，是根據(jù)兩種排水體與土的接觸面積相等的成相當(dāng)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(jìn)行的。塑料排水帶寬度為原理進(jìn)行的。塑料排水帶寬度為b，厚度為，厚度為，則換算直徑可按，則換算直徑可按下式計(jì)算：下式計(jì)算：第50頁(yè)/共56頁(yè) 【例題例題13】排水豎井的直徑為排水豎井的直徑為200mm，采用間距為，采用間距為1.5m的等的等邊三角形布置，則豎井的有效排水直徑最接近邊三角形布置，則豎井的有效排水直徑最接近( )。 A，1.5m B1.6m C1.7m D1.8m 答案：答案： 正三角形排列的每個(gè)