《排水固结法》word版

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1、第四章排水固结法第一节概述我国沿海地区和内陆湖泊和河流谷地分布着大量软弱粘性土。这种土的特点含水量大、压缩性高、强度低、透水性差、很多情况埋藏较深。在软土地基上直接建造建筑物或进行填土时，地基将由于固结和剪切变形会产生很大的沉降和沉降差异，而且沉降的延续时间长，因此有可能影响建筑物的正常使用。另外，由于其强度低，地基承载力和稳定性往往不能满足工程要求而产生地基土破坏。所以这类软土地通常需要采取加固处理，排水固结法就是处理软粘土地基的有效方法之一。排水固结法是对天然地基，或先在地基设置沙井（袋装沙井或塑料排水带）等竖向排水体，然后利用建筑物本

2、身重量分级逐渐加载，或在建筑物建造前在场地先行加载预压，使土体中的孔隙水排出，逐渐固结，地基发生沉降时，同时强度逐渐提高的方法。该法常用于解决软粘土地基的沉降和稳定问题，可使地基的沉降在加载预压期间不致产生过大的沉降和沉降差。同时，可增加地基土的抗剪强度，从而提高地基的承载力和稳定性。排水固结法是由排水系统和加压系统两个主要部分组成。加压系统，是为地基提供必要的固压力而设置的，它是地基土层因产生附加压力而发生排水固结。设置排水系统则是为了改善地基原有的天然排水系统的边界条件，增加孔隙水排出路径，缩短排水距离，从而加速地基土的排水固结进程。如

3、果没有加压系统，排水固结就没有动力，既不能形成超静水压力，即使有良好的排水系统，孔隙水仍然难以排出，也就谈不上土层的固结。反之，若没有排水系统，土层排水途径少，排水距离长，即使有加压系统，孔隙水排出速度仍然慢，预压期间难以完成设计要求的固结沉降量，地基强度也就难以及时提高，进一步的加载也就无法顺利进行。因此，加压和排水系统是相互配合、相互影响的。当软土层较薄，或土的渗透性较好而施工期允许较长时，可仅在地面铺设一定厚度的砂垫层，然后加载，土层中水沿竖向流入砂垫层而排出。当工程遇到透水性很差的深厚软土层时，可在地基中设置砂井等竖向排水体，地面连

4、以排水砂垫层，构成排水系统。根据加压和排水两个系统的不同，派生出多种固结加固地基的方法，如图4.1.1所示。排水固结法是从简单的堆载预压这一传统处理方法发展起来的。由于细粒粘性土透水差，土层厚时，排水固结需耗费很长时间。20世纪30年代初，美国发明了砂井预载预压法，从而大大加快了粘性土排水固结速度。该法在全世界得到广泛应用。20世纪40年代初，瑞典的齐鲁曼等人发明了纸板排水法。这种方法可用于极软弱地基中设置竖向排水体。不仅排水体质量稳定，而且施工速度快、费用低。弥补了砂井排水的一些不足。1952年，瑞典皇家地质学院的研究人员提出了真空预压法

5、加固软弱地基技术。该法无需堆载，利用18对载预压法加载法超载预压法建筑自重分级加载法加压系统真空预压降水预压电渗法排水固法联合法普通砂井竖向排水体袋装砂井排水系统塑料排水板其它（如柔性排水管等）水平排水体——砂垫层图4·1·1大气压力和空隙中负压加速排水固结，有一定的优越性。20世纪60年代末，日本的研究者改进了普通砂井，开发出质量更容易保证、直径大大缩小，施工更加方便、快捷的袋装砂井排水。20世纪70年代初期，日本有开发出渗透性良好、便于施工、质量更加稳定的塑料排水带，进一步完善和提高了竖向排水体施工技术。由此，可以清楚地看出，排水固结的

6、各种方法都是在改进加压和排水两个系统基础上发展起来的。排水固结法可和其他地基处理方法结合起来使用，作为综合处理地基的手段。如天津新港曾进行了真空预压（使地基土强度提高）在设置碎石桩使形成复合地基的试验，取得良好效果。又如美国跨越金山湾南端的Dumbarton桥东侧引道路堤场地，路堤下淤泥的抗剪强度小于5kpa，其固时间将需要30—40年，为了支撑路堤和加速所预计的2m沉降量,采用如下方案：1、采用土工聚合物以分布路堤荷载和减小不均匀沉降；2、使用轻质填料以减轻荷载；3、采用竖向排水体使固结时缩短到一年以内；4、设置土工聚合物滤网以防排水层发

7、生污染等。第二节排水固结法原理在饱和软土地基中施加荷载后，孔隙水被缓慢排出，孔隙体积随之逐渐减小，地基发生固结变形。同时，随着超静水压力逐渐消散，有效应力逐渐提高，地基土强度就逐渐增长，18(a)竖向排水情况(b)砂井地基排水情况几年至十几年之久。为了加速固结，最有效的方法是在天然土层中增加排水途径，缩短排水距离，在天然地基中设置排水体，如图4·2·2(b)所示。这是土层中的孔隙水主要从平向通过砂井和部分丛竖向排出。所以砂井（袋装砂井或塑料排水带）的作用就是增加排水条件，缩短排水距离，加速地基土的固结、抗剪强度的增长和沉降的发展。为此，缩短

8、了预压工程的预压期，在短期内达到较好的固结效果，使沉降提前完成；加速地基土的强度增长，使地基承载力提高的速率始终大于施工荷载增长的速率，以保证地基的稳定性，这一点无论从理论和实践