排水固结法地基处理工艺
排水固结法施工(地大版)
砂井或塑料排水板施工
定位放线
根据方案确定砂井或塑料排水板的间距和位 置，进行定位放线。
砂井或塑料排水板安装
将砂井或塑料排水板插入孔中，确保其位置 准确、垂直度符合要求。
钻孔
使用钻机按定位放线的位置钻孔，孔径和深 度应符合设计要求。
填充滤料
在砂井或塑料排水板周围填充滤料，以保持 排水通道的畅通。
砂井材料应进行质量检验，确保符合 相关标准和设计要求。
砂井材料的粒径和级配应符合设计要 求，以保证排水通道的畅通和排水效 果。
塑料排水板材料
塑料排水板是排水固结法中常用的材料，其材质、规格和质量应符合设计要求。
塑料排水板的抗拉强度、耐久性和耐腐蚀性等性能指标应符合相关标准和设计要求。
在使用过程中，应定期检查塑料排水板的完好性和功能性，及时更换损坏或失效的 排水板。
排水固结法的历史与发展
历史
排水固结法的起源可以追溯到20世纪初，但直到20世纪中叶 ，随着土力学和工程地质学的发展，该方法才逐渐得到广泛 应用。
发展
近年来，随着新型排水材料的研发和施工技术的改进，排水 固结法的应用范围和效果得到了进一步拓展和提升。同时， 数值模拟和信息化施工技术的应用也为排水固结法的发展提 供了有力支持。
其他辅助材料
其他辅助材料包括滤布、砂垫层、 粘土等，其质量和性能应符合设
计要求。
辅助材料应存放在干燥、通风的 地方，避免潮湿、霉变和污染。
在使用前应对辅助材料进行检查， 确保无破损、变质或污染等情况。
施工设备与工具
施工设备包括打桩机、振动沉 桩机、挖掘机、压实机等，应 根据工程需要进行选择和配置。
施工工具包括铁锹、铁锤、测 量仪器等，应具备足够的强度 和精度，以确保施工质量和安 全。
排水固结法
流程
1、砂垫层施工
砂垫层的功能就是在预压施工中，从土体进入垫层的渗透水快速排出，达到土层固结的作用。砂垫层质量将 对加固效果与预压时间起到决定性的作用。选用级配相应的中粗砂，作为砂垫层材料，可确保砂垫层具有良好的 渗透性。在施工应用中，应确保其含泥量在5%以下，不能混入杂质与有机质。在确定砂垫层厚度时，应及时排出 土层内的渗透水，一般控制在30厘米到50厘米之间，可以起到持力层的作用。
一般情况是预压荷载与建筑物荷载相等，但有时为了减少再次固结产生的障碍，预压荷载也可大于建筑物荷 载，一般预压荷载的大小约为建筑物荷载的1.3倍，特殊情况则可根据工程具体要求来确定。
为了加速堆载预压地基固结速度，常与砂井法同时使用，称为砂井堆载预压法。
沙井法适用于渗透性较差的软弱粘性土，对于渗透性良好的砂土和粉土，无需用砂井排水固结处理地基；含 水平夹砂或粉砂层的饱和软土，水平向透水性良好，不用砂井处理地基也可获得良好的固结效果。
即通过电渗作用可逐渐排出土中水。在土中插入金属电极并通以直流电，由于直流电场作用，土中的水从阳 极流向阴极，然后将水从阴极排除，而不让水在阳极附近补充，借助电渗作用可逐渐排除土中水。在工程上常利 用它降低粘性土中的含水量或降低地下水位来提高地基承载力或边坡的稳定性。
降水预压法和电渗排水法目前应用还比较少。
排水固结法适用于处理饱和和软弱土层，但对渗透性极Байду номын сангаас的泥炭土要慎重对待。
按照采用的各种排水技术措施的不同，排水固结法可分为以下几种方法。
方法
堆载预压法 真空预压法
降水预压法 电渗排水法
在建筑场地临时堆填土石等，对地基进行加载预压，使地基沉降能够提前完成，并通过地基土固结提高地基 承载力，然后卸去预压荷载建造建筑物，以消除建筑物基础的部分均匀沉降，这种方法就成为堆载预压法。
(精品)4.排水固结法
系统组成——排水系统
系统组成——排水系统
Wick Drains
材料
sand
gravel
系统组成——排水系统
Vertical Wick Drains
Vertical Wick Drains
降低地下水位能使: 1）土的性质得到改善； 2）地基发生附加沉降； 3）降低地基中的地下水位，使地基中的软土 承受了相当于水位下降高度水柱的重量而固 结。
适用于: 砂土或软粘土层中存在砂或粉土的土层。
为加速其固结，往往设置砂井。
（a）天然面地下水； （b）有压地下水
④电渗法 在土中插入金属电极并通以直流电，由于直流 电场作用，土中的水分从阳极流向阴极，这种现 象称为电渗。 如将水在阴极排除而在阳极不予补充的情况下土 就会固结，引起土层的收缩。 适用于: 饱和粉土和粉质粘土
2. 超载预压 实际工程中还往往采用超载预压方法来消除主固 结沉降，以缩短预压时间。预压期间任一时刻地 基沉降量可表示为：
st sdUtscss
上式可用于： (1)确定所需的超载压力值ps以保证在使用荷载pf作用下预 期的总沉降量在给定的时间内完成； (2)确定在给定超载下达到预定沉降量所需要的时间。
典型工程真空预压工艺设备平面和剖面图
用真空方法增加的有效应力
1983年开展了真空-堆载联合预压法，开发了一 套先进的工艺和优良的设备，取得了良好的效 果。该法得到国外专家的好评。
系统组成——加压系统
真空预压
Vacuum Consolidation
③降低地不水位法
利用井点抽水降低地下水位以增加土的自重 应力，达到预压加固的目的。
地基处理-排水固结法p(一)
地基处理-排水固结法p(一)地基处理-排水固结法P地基处理是建筑工程中非常重要的一部分，它的目的是提高地基承载力和改善地基稳定性，在土地沉降、下沉、侧移等方面起到重要的作用。
地基处理中，有一种叫做排水固结法P，它是一种有效的地基处理方法，能够在短时间内提高地基承载力和稳定性。
一、排水固结法P原理排水固结法P是一种基于网络理论的土壤改良方法。
它主要是通过挖掘出穿过黄土表层到黄土坡之间的“柱子”，对其进行排水处理，以达到提高地基承载力和稳定性的目的。
排水固结法P主要分为三个步骤：1. 挖掘穿过黄土表层到黄土坡之间的“柱子”，一般每个“柱子”的直径为0.6m-1.2m不等，深度一般为10-12米。
2. 安装土工合成材料和管道，在“柱子”内部进行排水。
一般采用压缩软管和排水管两种方式同时进行排水，以确保排水效果。
3. 对于不排水的深层黄土，采用反弯弧来进行水的导流。
在木框架内部加密排布钢筋，再进行混凝土灌注。
这样处理后，当水沿着深层土层内部流动时，就可以顺畅地通过排水板进行排干。
二、排水固结法P应用排水固结法P一般用于土质较差，地基承载力较弱的地区。
它主要应用于建筑、路基等工程中，能够提高地基承载力，防止建筑物因不良地基而受损。
值得注意的是，排水固结法P在使用过程中，需要严格控制挖掘“柱子”的深度、宽度、距离等因素。
同时还要考虑杆件在黄土坡中的长度以及墙体分块是否合理等因素。
只有这样才能确保排水固结法P的效果。
三、排水固结法P优缺点1. 优点：（1）排水固结法P的效果明显，能够快速提高地基承载力。
（2）方法简单，施工方便。
需要的材料和设备也较少。
（3）经济适用，成本低廉。
2.缺点：（1）排水固结法P无法处理深层还没有溶洞的黄土。
（2）排水固结法P效果也与挖掘“柱子”的深度、宽度、距离等因素相关，因此需要严格控制。
（3）排水固结法P后对周围环境会产生一定影响，需要进行植被的恢复等工作。
综合而言，排水固结法P是一种非常有效的地基处理方法，可以快速提高地基承载力和稳定性。
排水固结法的施工工艺流程
排水固结法的施工工艺流程
让我用更接地气的话来说说排水固结法是怎么一步步做的：
先看看地底下啥情况：
先挖开点土，看看下面的土是啥样的，水多不多，这样心里才有数。
制定个改造计划：
根据探查到的情况，设计一套方案，比如决定用哪些管子来帮土里的水“逃跑”，还有这些管子怎么摆，放多深，上面压多重的石头或沙子。
铺上“吸水地毯”：
在地面上先铺一层特别能吸水的沙子或碎石，好让水顺着这个“地毯”流出去。
插上“排水小管”：
用机器往地里打进一根根小管子，就像是地下的排水管道，让深层的水也能快速流出来。
盖上“保鲜膜”，抽真空（如果需要的话）：
在这些管子上面盖上一层密封膜，像包东西那样封起来，然后用抽气机把里面的空气抽走，这样能让水跑得更快。
加压，让土“减肥”：
在地面上堆上土或者用建筑物本身的重量，压在封好的地面上，这样土里的水就被挤出来，土也变得更结实了。
时刻盯着，看变化：
施工的时候要一直测啊测，看看地基沉了多少，水压变了没，确保一切都在掌控中。
减压，检查效果：
土压得差不多了，水也排得差不多了，就开始慢慢去掉压在上面的东西，然后检查地基够不够硬，能不能撑得住。
收尾工作：
如果检查发现还有点小问题，就再修修补补，直到完全满意为止。
就这样，一步步来，软绵绵的地基就变成了能扛得住大楼的硬汉了！。
排水固结的工程施工方案
一、工程概况本工程位于某城市新建住宅区，占地面积约10万平方米，地下水位较高，土壤主要为软土地基，地基承载能力较差。
为确保地基的稳定性和安全性，需进行排水固结处理。
本方案针对该工程特点，制定如下排水固结工程施工方案。
二、施工目标1. 确保地基稳定性，降低地基沉降；2. 提高地基承载能力；3. 确保施工质量，缩短施工周期；4. 降低施工成本，提高施工效益。
三、施工方法1. 排水系统布置（1）在施工场地四周设置排水沟，将地表水排至指定位置；（2）在场地内设置排水管网，连接排水沟，确保地表水顺利排出；（3）在软土地基内设置排水板，形成排水通道。
2. 固结施工（1）根据地基情况，选择合适的排水板，如塑料排水板、土工布等；（2）采用垂直排水法，将排水板插入地基，确保排水板与地基紧密接触；（3）在排水板周围设置砂垫层，提高排水效果；（4）采用真空预压法，通过真空泵将软土地基内的空气抽出，形成负压，加速地基固结。
四、施工步骤1. 施工准备（1）熟悉工程图纸，了解工程特点；（2）组织施工人员，进行技术交底；（3）准备好施工材料、设备，确保施工顺利进行。
2. 排水系统施工（1）按照设计要求，开挖排水沟，确保排水沟深度和宽度符合要求；（2）铺设排水管网，连接排水沟；（3）设置排水板，确保排水板与地基紧密接触。
3. 固结施工（1）采用垂直排水法，将排水板插入地基；（2）设置砂垫层，提高排水效果；（3）启动真空泵，进行真空预压。
五、质量控制1. 施工过程中，严格控制排水板的质量，确保排水板与地基紧密接触；2. 确保砂垫层厚度和密实度符合设计要求；3. 对真空预压过程进行监测，确保真空度达到设计要求；4. 施工完成后，对地基进行沉降观测，确保地基稳定性。
六、安全措施1. 施工人员必须穿戴安全帽、安全带等个人防护用品；2. 施工现场设置安全警示标志，确保施工安全；3. 严格执行施工操作规程，确保施工质量。
七、施工进度安排根据工程特点，制定以下施工进度安排：1. 施工准备：5天；2. 排水系统施工：10天；3. 固结施工：15天；4. 施工验收：5天。
地基处理第八章排水固结法
02
预压荷载大小应根据设计要求确定。对于沉降有严格限制的建筑，应采用超载预压法处理，超载量大小应根据预压时间内要求完成的变形量通过计算确定，并宜使预压荷载下受压土层各点的有效竖向应力大于建筑物荷载引起的相应点的附加应力。预压荷载顶面的范围应等于或大于建筑物基础外缘所包围的范围。
加载速率应根据地基土的强度确定。当天然地基土的强度满足预压荷载下地基的稳定性要求时，可一次性加载，否则应分级逐渐加载，待前期预压荷载下地基土的强度增长满足下一级荷载下地基的稳定性要求时方可加载。
计算预压荷载下饱和粘性土地基中某点的抗剪强度时，应考虑土体原来的固结状态。对正常固结饱和粘性土地基，某点某一时间的抗剪强度可按下式计算： τft= τf 0 +⊿σz·Uttancu 式中 τft — t 时刻，该点土的抗剪强度 （kPa）； τf 0 —地基土的天然抗剪强度 （kPa）； ⊿σz —预压荷载引起的该点的附加竖向应力 （kPa）； Ut —该点土的固结度； cu —三轴固结不排水压缩试验求得的土的内摩擦角 （ 0）；
02
真空预压区边缘应大于建筑物基础轮廓线，每边增加量不得小于 3 0m。每块预压面积宜尽可能大且呈方形。
03
真空预压的膜下真空度应稳定地保持在650mmHg以上，且应均匀分布，竖井深度范围内土层的平均固结度应大于 90%。
04
04
03
01
02
当建筑物的荷载超过真空预压的压力，且建筑物对地基变形有严格要求时，可采用真空—堆载联合预压法，其总压力宜超过建筑物的荷载。
降低地下水位法是利用井点抽水降低地下水位以增加土的有效应力，从而达到加速固结的目的。降水法最适用于砂性和软粘土层中存在砂或粉土的情况。
电渗法是在土中插入金属电极并通过以直流电，使土中水分由阳极流向阴极。如将阳极积集的水排除，土体中孔隙水就会减少，有效应力增大导致沉降固结。
地基处理-排水固结法p(1)
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。
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以后的地基强度为cu1：
cu1 (cu cu )
3 计算p1 作用下达到所确定固结度所需要的时间。 目的在于确定第一级荷载停歇的时间，亦即第二级 荷载开始施加的时间。
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4 根据第二步所得到的地基强度cu1计 算第二级所能施加的荷载p2。 p2可近似 地按下式估算：
p2
2
3
塑料排水板插板机
4
• 塑料排水板地基处理5
• 真空预压地基处理
• 真空预压管网铺设
6
• 排水板真空预压处理剖面示意图 7
排水固结法可解决以下两个问题：
（1）沉降问题。使地基的沉降在加 载预压期间大部分或基本完成，使建筑 物在使用期间不致产生不利的沉降和沉 降差。
（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。
简便的方法确定一个初步的加荷计划，然后
校核这一加荷计划下地基的稳定性和沉降，
其步骤如下：
11
1 利用地基的天然地基土抗剪强度计算第一级容
许施加的荷载p1，对饱和软粘土可采用下列公式估
算：
p1
5.14cu K
D
2 计算第一级荷载下地基强度增长值。在p1荷载 作用下，经过一段时间预压地基强度会提高，提高
排水固结法适用于处理淤泥质土、淤泥 和冲填土等饱和粘性土地基。
8
排水固结法是由排水系统和加压系统两部 分共同组合而成。
（1）排水系统水平排水垫层和竖向排水体
构成。竖向排水体可选用普通砂井、袋装 砂井或塑料排水板。
（2）加压系统即是起固结作用的荷载，它
使地基土的固结压力增加而产生固结。
（5）砂料
宜选用中粗砂，其含泥量不能超过3％。
（6）砂垫层
砂井顶部铺设砂垫层，可使砂井排水有良好的 通道，将水排到工程场地以外。
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二、沉降计算 地基土的总沉降一般包括瞬时沉降、
固结沉降和次固结沉降三部分。瞬时沉 降是在荷载作用下由于土的畸变所引起， 并在荷载作用下立即发生的。固结沉降 是由于孔隙水的排出而引起土体积减小 所造成的，占总沉降的主要部分。次固 结沉降则是由于超静水压力消散后，在 恒值有效应力作用下土骨架的徐变所致。
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砂井法主要适用于没有较大集中荷载的大 面积荷重或堆土荷重工程，例如水库土坝、油 罐、仓库、铁路路堤、贮矿场以及港口的水工 建筑物等工程。
一、砂井设计 砂井设计包括砂井直径、间距、深度、排列
方式、范围、砂料选择和砂垫层厚度等。
（1）砂井直径和间距 水固结法 Chapter 4 Consolidation
1
4.1 概 述
排水固结法（Consolidation）是处 理软粘土地基的有效方法之一。该法是 对天然地基，或先在地基中设置砂井等 竖向排水体，然后利用建筑物本身重量 分级逐渐加载，或是在建筑物建造以前， 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，同 时强度逐步提高的方法。
工程上广泛使用且行之有效的增加固结压 力的方法是堆载法，此外，还有真空法、 降低地下水位法、电渗法和联合法。
9
排水固结法的设计，主要是根据上 部结构荷载的大小、地基土的性质以及 工期要求、确定竖向排水体的直径、间 距、深度和排列方式；确定预压荷载的 大小和预压时间，使通过预压，地基能 满足建筑物对变形和稳定性的要求。
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二、超载预压 对沉降有严格限制的建筑，应采用
超载预压法处理地基。经超载预压后， 如受压土层各点的有效竖向应力大于建 筑物荷载引起的相应点的附加总应力时， 则今后在建筑物荷载作用下地基土将不 会再发生主固结变形，而且将减小次固 结变形，并推迟次固结变形的发生。
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4.3 砂井排水固结设计计算
“细而密”比“粗而稀”效果好。砂井直径一 般为300～400mm；袋装砂井直径为70～120mm。
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（2）砂井深度
主要根据土层的分布、地基中附加应力大 小、施工期限和条件及地基稳定性等因素确定。 一般为10～25m。
（3）砂井排列
砂井在平面上可布置成正三角形（梅花
形），以正三角形排列较为紧凑和有效。在实
20
4.4 施工方法
4.4 Construction Methods
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： 铺设水平垫层、设置竖向排水体和施加 固结压力。
砂井成孔的典型方法有套管法、射水法、 螺旋钻成孔法和爆破法。
10
4.2 堆载预压法设计计算
4.2 Design Procedure of Preloading
一、堆载预压的计算步骤
因软粘土地基抗剪强度较低，无论直接 建造建筑物还是进行堆载预压往往都不可能
快速加载，而必须分级逐渐加荷，待前期荷
载下地基强度增加到足以加下一级荷载时才
可加下一级荷载。具体计算步骤是，首先用
4.3 Design Procedure of Sand Drain
1925年，丹尼尔 . 莫兰将垂直砂井用于 费城－－奥克兰海湾大桥公路软土地基的加 固，1926年获得专利。
砂井法问世以后，因缺乏理论根据而按 经验设计。1940～1942年，巴隆（Barron） 根据太沙基的固结理论，提出砂井法的设计 计算方法。我国从20世纪50年代起，开始应 用砂井法。
5.52cu1 K
同样，求出在 p2 作用下地基固结度达70 ％时的强度以及所需要的时间，然后计
算第三级所能施加的荷载，依次可计算
出以后的各级荷载和停歇时间。
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5 按以上步骤确定的加荷计划进行每一 级荷载下地基的稳定性验算。如稳定性 不满足要求，则调整加荷计划。
6 计算预压荷载下地基的最终沉降量和 预压期间的沉降量。这一项计算的目的 在于确定预压荷载卸除的时间。
际进行固结计算时，由于多边形作为边界条件
求解很困难，巴隆建议每个砂井的影响范围由
多边形改为由面积与多边形面积相等的圆来求 解。
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正方形排列时 de＝1.13l
正三角形排列时 de＝1.05l
de为砂井的有效直径，l为砂井间距。
（4）砂井布置范围
砂井的布置范围一般可由基础的轮廓线向外增 大约2～4m。