排水预压法DrainageConsolidationMethod一、排水预压法简介软土土压缩性减小软粘土（1）排水通道①水平排水层②竖向排水体（2）加压系统①堆载预压法等载预压对工后沉降影响超载预压法对工后沉降影响排水系统与加压系统使用效果②真空预压法围堰③降水位法排水固结法（4）排水固结法可以解决以下两个问题：①沉降问题：使地基的沉降在加载期间大部分基本完成，使建筑物在使用期间不致产生不利的沉降或沉降差，即减少工后沉降。②稳定问题：加速地基土的抗剪强度的增长，从而提高地基的承载力和稳定性。二、排水固结法施工工艺水平系统一般采用砂垫层，砂垫层一般采用透水性好的中粗砂，其渗透系数大于10-2cm/s，含泥量不大于3%。根据工程所在地的料源情况，也可以采用碎石或砂砾材料做垫层，即碎石或砂砾垫层。②竖向排水体施工2）袋装砂井打设完的袋装砂井小直径袋装砂井与普通大直径的砂井相比，主要有以下一些优势：由于土工布袋的存在可以基本保证排水体的连续性；由于采用了小直径，可以采用细而密的分布，那么排水距离大为缩短，加快了排水固结，同时施工设备可以实现轻型化，比较适应软弱的地基表面施工，施工速度加快、工程造价降低。3）塑料排水板塑排板截面图成卷的塑料排水板打设完的塑料排水板塑料排水板加固软土地基的优点：1）滤水性好，排水畅通，排水效果有保证。2）材料有良好的强度和延展性，能适合地基变形能力而不影响排水性能（袋装砂井容易折断）。3）排水板断面尺寸小，施打排水板过程中对地基扰动小。4）可在超软弱地基上进行插板施工。5）施工快、工期短，材料可工厂化生产，造价比袋砂井低。普通砂井和塑料排水板，土扰动范围对比①将塑料带通过导管从管靴穿出；将塑料带与桩尖连接贴紧管靴并对准桩位；②静压沉入导管达设计深度；③拔管，塑料排水板与软土粘接锚固留在软基内；④在砂垫层中预留30cm以上，剪断塑料排水板，将塑料排水板板头埋入到砂垫层中；⑤将塑料排水板与桩尖再连接，移位重新打设。塑料排水板的打设③预压荷载的施工2、真空预压法真空联合堆载预压法1）真空预压法施工步骤：⑴铺设50cm厚砂砾垫层，并打设塑料排水板；⑵在砂砾垫层中埋设主、滤管；⑶填10cm厚细砂垫层；⑷铺设复合土工布和密封膜；⑸在加固区边缘挖沟、填沟、安装并连接抽气管道和射流泵；⑹检验土工膜密封情况；⑺土工膜上铺设20cm厚细砂层和30cm厚的粘土层,以保护密封膜；⑻开始抽气，密切注意膜下真空度的变化，发现漏气，及时处理，当膜下真空度稳定到设计值后，连续抽气一周左右，进行上部堆载填筑。2）砂垫层的铺设①垫层材料：垫层材料应采用透水性好的砂料，采用50cm厚砂砾垫层，并在其上铺设10cm细砂。②垫层尺寸：垫层厚度为50cm砂砾+10cm细砂共计60cm。平面尺寸为加固区周围向外各延伸1m，以保证渗出的水能够沿砂垫层排出。③垫层施工：垫层的施工方法采用机械分堆摊铺法，即先堆成若干砂堆，然后用机械摊平。施工时避免对软土表层的过大扰动，以免造成砂和淤泥混合，影响垫层的排水效果。4）真空预压的施工抽真空系统包括主、滤管及其布置、密封膜的铺设及抽真空设备。①主、滤管及其布置主管、滤管的几种布置形式如下图所示：真空预压（已打设塑料排水板）主管、滤管的几种布置形式滤管的铺设真空预压（铺设真空管）②封闭膜的铺设加工好的密封膜面积要大于加固场地面积，一般情况下，密封膜每边大于加固区相应边1m以上。为了保证整个预压过程中的密封性，塑料膜铺设了2层，每层膜铺好后进行检查和粘补破漏处。封闭膜的铺设密封沟设计示意图密封沟施工③抽真空设备的施工抽真空设备主要包括出膜装置和真空射流泵。出膜装置是指膜下的主管与膜外的抽真空装置相联接的一种装置。真空射流泵包括离心泵、射流喷嘴和循环水箱，射流喷嘴和循环水箱由玻璃钢制成。真空预压（真空泵工作中）①、孔隙水压力观测孔压计的埋设情况三、排水固结法的设计理论α值②竖向排水体的深度竖向排水体深度的选择和土层分布、地基中附加应力大小，建筑物对地基变形和稳定性的要求以及工期等因素有关。当软黏土层不厚时，排水井应贯穿黏土层，黏土层较厚但间有砂层或砂透镜体时，排水井应尽可能打至砂层或透镜体。当黏土层很厚又无砂透水层时可按建筑物对地基变形及稳定性要求以及排水体的施工和有效排水能力来决定，国内一般的工程控制在25-30m。排水井平面布置及影响范围土柱体剖面在实际固结计算时，常使用等效圆直径来简化计算，与排水间距L的关系如下：2、固结度的计算（1）太沙基理论太沙基研究的是地基中发生固结的土层只有一层的情况，外荷载p一次瞬时施加且在固结过程中维持不变。因此，式（11）简化为：假设土层单面排水，则边界条件为：整个土层的平均固结度U为：（2）砂井固结理论按照