地基处理 第四章 排水固结法
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排水固结法的原理排水固结法是一种通过排水来加速土壤固结并降低地基沉降的工程处理方法。
它的原理是通过有效排水将地下水位降低,使土壤颗粒间的水分压力减小,从而引起土壤的固结。
在土壤中存在两种主要的水分:排水介质和吸力水。
排水介质是土壤中间隙的水分,它能够排除土壤中的多余水分,并通过排水系统排出。
吸力水则是被土壤颗粒固定的水分,它对土壤的稳定性和固结性质有重要影响。
排水固结法的原理可以分为排水阶段和固结阶段。
在排水阶段,采用合理的排水系统将排水介质从土壤中排出,降低土壤中的含水率和地下水位。
此时,土壤颗粒间的吸力水通过毛细作用逐渐被抽离,土壤颗粒之间的接触力得到增加,土壤团粒变得更加紧密。
排水过程中也会带走一部分颗粒与水经过筛网,这种淘洗作用将土壤中的粉状颗粒带走,使土壤结构的稳定度增加。
随着排水的进行,土壤中吸力水的减少使得土壤的孔隙压缩,颗粒之间的接触力增大,土壤的固结效应逐渐显现。
在水分排出后,土壤中存在若干气体和颗粒间的有机物、胶体物等杂质。
这些物质在排水后容易与土壤颗粒结合并沉积,从而进一步增加土壤的密实度。
在固结阶段,土壤的有效应力逐渐增加,土壤的压实程度也逐渐增大。
土壤的孔隙随着颗粒之间的接触而消失,土壤的导水能力进一步减小,使地下水位进一步下降。
同时,土壤的体积也逐渐减小,从而引起地基的沉降。
排水固结法的原理是基于排水和土壤固结之间的紧密联系。
通过排水可以有效地减小土壤中的水分压力,改变土壤的物理性质,使土壤颗粒间的接触力增大,从而加快土壤的固结过程。
通过控制排水的速度和水位的降低,可以实现对土壤的有效固结和地基沉降的控制。
需要注意的是,排水固结法的应用需要充分考虑地下水对地基的保护作用。
如果地下水起到承压支撑地基的作用,过快地排水可能会导致地基下沉和破坏。
因此,在进行排水固结处理时,需进行合理的排水方案设计和施工监控,以确保地基的安全稳定。
知识点4.3.2排水固结法分类一、按照荷载施加方法的不同,可分为一、按照荷载施加方法的不同,可分为::堆载预压、真空预压排水固结法分类堆载预压真空预压在饱和软土地基上施加荷载后,孔隙水被缓慢排出,孔隙体积随之减少,地基发生固结变形,土体的密实度和强度提高。
加载预压加水预压是在软土地基表面先铺设砂垫层、埋设垂直排水竖井,再用不透气的封闭膜使之与大气隔绝,薄膜四周埋入土中,通过埋设的排水竖井,用真空装置进行抽气。
真空--堆载联合预压法真空加压系统砂垫层塑料排水带袋装砂井普通砂井水平排水体竖向排水体降低地下水法真空法堆载法电渗法排水固结法排水系统在堆载预压法和真空预压法,都需要设置竖向排水体。
普通砂井普袋装砂井大样塑料排水板4.3.3施工工艺流程知识点4.3.3知识点1铺设水平排水砂垫层3施加固结压力目录2竖向排水体施工施工工艺流程要保证排水固结法的加固效果,从施工角度考虑,主要应重视以下三个环节虑,主要应重视以下三个环节:: Array➢铺设水平垫层➢设置竖向排水体➢施加固结压力01铺设水平排水砂垫层输入文本一、铺设水平排水砂垫层(一)材料:渗水好的砂料、常用级配良好的中粗砂厚度。
30~50cm厚度。
(二)厚度:一般应选用30~50cm(二)厚度:一般应选用:机械分堆摊铺、堆成若干砂堆然后用推土(三)垫层施工(三)垫层施工:机或人工摊平02竖向排水体施工输入文本二、竖向排水体施工03施加固结压力输入文本三、施加固结压力(一)堆载加压注意事项:1.堆载预压的材料2.堆载面积3.超软地基的堆载预压4.加荷速率4.3.1排水固结法的概念和知识点4.3.1知识点适用范围1排水固结法概念3应用目录2适用范围排水固结法的概念和适用范围依据土的固结理论,黏性士固结所需时间与排水距离的平方成正比。
01排水固结法概念输入文本一、排水固结法概念排水固结法亦称预压法,是利用地基土排水固结的特性,通过增设各种排水体(排水垫层、砂井、塑料排水带等),并施加预压荷载,以加速饱和软黏土固结过程的一种软土地基处理方法。
地基处理-排水固结法p(1)地基处理-排水固结法地基处理是指对土壤进行加固、稳定处理的工程技术。
在土建工程中,土壤的性质是非常重要的因素,不同的土壤在面对荷载和环境条件的时候,表现不尽相同。
为了确保工程的稳定和安全,需要对地基进行适当的处理,而排水固结法则是广泛应用的一种实用方法。
一、排水固结法概述排水固结法是一种通过控制土壤水分来实现地基加固的方法。
其主要原理在于,通过排除土壤内部的多余水分,来使土壤达到一定的稳定状态。
通俗地说,就是把水分“挤出来”。
在土壤水分减少的情况下,土壤粘结力增大,地基的荷载能力也随之提高。
二、排水固结法的作用排水固结法的主要作用在于提高地基的荷载能力和稳定性。
同时,通过排除土壤中的多余水分,还能改善土壤的工程性质,增加土壤的压缩性和稠度,有效地控制地基沉降,提高土壤的强度和稳定性。
三、排水固结法的分类排水固结法可以根据不同的排水方式,分为水平排水法和垂直排水法。
水平排水法适用于需降低水位的区域,其目的是迫使地下水自然流动,达到降低水位的效果。
而垂直排水法则通过在土壤中设置垂直排水系统,将土壤内的多余水分排泄到地表,以实现排水固结的目的。
四、排水固结法的实施实施排水固结法时,首先需要确定工程所在的区域土壤性质和含水情况。
然后根据实际情况,选择合适的排水方式和排水系统,并在土壤中设置相应的排水材料和设备。
需要注意的是,在排水固结的过程中,还需要进行周期性监测,以保证加固效果的稳定和可持续性。
五、排水固结法的适用范围排水固结法适用于以下情况:1. 土壤含水率较高,需要排水以提高土壤的稳定性和荷载能力。
2. 土壤性质较弱,需要采取加固措施以确保地基的安全稳定。
3. 工程面积较大,需要采用较为经济的加固方案。
4. 工程施工周期较长,需要采用可持续性的加固方法。
综上所述,排水固结法是一种简单、经济而有效的地基处理方法,可以在保证工程稳定和安全的同时达到节约成本、提高工程效率等多重效果。
地基处理——排水固结法1.概述排水固结法是在建筑物建造前,对天然地基或已设置竖向排水体的地基加载预压,通过加压和排水的共同作用,使饱和软土排水固结,消除大部分沉降,提高土体密实度和强度一种加固方法。
它由排水系统和加压系统组成。
常用的排水系统、加压系统见下图:堆载预压是传统的排水固结加固软土地基的方法,是依靠大量的堆载料的荷载达到排水的作用。
真空预压法广泛采用塑料排水板作为竖向排水通道,以砂垫层、砂沟和排水滤管作为横向排水通道,铺膜,采用真空泵将土体中的水、气混合物抽出,达到软土加固的效果。
真空联合堆载预压法是在真空预压的基础上,在密封膜上加铺堆载料,以增加外荷的方法,加快软土的固结,增加地基的承载力。
真空预压与堆载预压相比,它不需要堆载料,施工简便且快,可降低工程造价三分之一、节约能源三之一、缩短加固时间三分之一。
在港口工程中,从20 世纪80 年代后期开始,主要采用的加压系统是真空预压、真空联合堆载预压,其次是堆载预压。
2.加固机理排水固结法加固软土地基的机理是设排水系统,改善排水边界条件,缩短排水路径,加速排水,在加压系统作用下,孔隙水排出,孔隙水压力降低并转化为有效应力的增加,土体固结,消除大部分沉降而提高密实度和强度,而且卸除预压荷载后,虽会产生些微回弹,但大部分压缩变形为不可逆的塑性变形,土体相对加固前处于超密实状态,从而可有效提高地基的承载能力和减少沉降量。
土体的排水固结是一个复杂的过程。
其固结度和固结速度与固结压力大小、作用时间长短、排水距离、土的渗透系数等因素有关,其中土的工程性质取决于土的颗粒组成和土同水相互作用的性质。
软粘土的工程性质主要与次生矿物中粘土矿物(它粒径一般小于0.005mm,俗称粘粒)有关。
而由粘土矿物不同的晶体构造和排列形式形成的土颗粒与水的相互作用将引起土颗粒周围结合水的复杂变化,并对土的塑性、压缩性、膨胀性、渗透性和强度等产生重要影响。
颗粒很细的粘粒使土的比表面积增大、粒间隙小、渗透性差。