2018岩土工程师考试专业辅导_地基处理讲义：排水固结设计_第2页

　　采用排水带时曲于其截面呈条带状，而固结计算是用圆形截面的砂井理论计算的，所以要把条带截面换算成相当于砂井的直径，以两者的周长相等用下式计算：

　　2.竖向排水体布置间距和打人深度的确定

　　根据砂井固结理论，间距越小，在一定的时间内所达到的固结度越大。但是在实际工程中并不是间距越小越好，因为间距太小，打得太密，引起相互挤压，扰动了地基土，增大了涂抹层的厚度，反而影响固结效果和不易保证排水体的施工质量。因此，竖向排水体的间距应根据设计工程对地基排水固结的要求，必须达到的固结度和在施工期限允许预压时间的长短来确定，此外，还需考虑由于施工对地基土的扰动产生涂抹作用对固结的影响。根据工程实践经验，合理的间距可按下式试算求得：

　　——砂井的直径或塑料排水带的当量直径，cm。

　　试算时，对于排水带或袋装砂井宜在1.0—2.0m内选取;普通砂井则宜在2.0—3.5m内选取。因为，低于下限值时，易受施工对土扰动增大涂抹的影响;大于上限值，则固结效果不佳。

　　竖向排水体的打人深度一般按如下原则考虑：当压缩的软土层厚度不大(<10m)时，打入深度应贯穿该土层;当厚度较大时 (>10m)，则按设计建筑物稳定性和变形的要求来确定，对于以稳定性控制的预压工程，打人深度应到达圆弧滑动分析确定的最危险圆弧最大深度下2m;对于以变形控制设计的工程，则打入深度应到达地基沉降计算时有效压缩层的深度。

　　3.地基强度增长的计算

　　根据土力学原理，天然地基在自重作用下固结，本身具有天然强度;在外加荷载的作用下，一方面由于地基排水固结，土中有效应力增大，引起地基土的强度增大;另一方面，地基由于剪切变形或蠕变，又会引起地基强度的衰减。因此，预压排水固结引起地基强度的增长可用下式来表达：

　　还应指出：预压只能消除主固结沉降，不能消除次固结沉降。所以在预压之后，在建筑物的荷载作用下仍继续发展次固结沉降。此外，还应注意预压过程中，地基土的塑性蠕变，必须控制每级预压荷载的大小，宜小于强度增长后极限承载力的0.7倍 (相当于安全系数>1.3)。因为若分级施加的预压荷载过大，地基土将可能发生塑性蠕变，在建筑物的荷载作用下，沉降将随时间而逐渐增大，造成较大的工后沉降，使预压消除沉降效果降低，甚至失效。这是值得重视的问题。

　　(2)提高地基承载力与稳定性的预压设计

　　在强度较低的软土地基上建造荷载较大的建筑物时，为提高地基的承载力与稳定性，常采用排水固结预压法，加速地基固结与强度的增长，通过分级逐渐施加建筑物的自身荷载或堆载的方法，并控制施加荷载的速率，如图5-11所示，在前一级荷载作用下地基排水固结和强度增长后，再施加下一级荷载，逐步提高地基的承载力与稳定性，达到满足设计荷载的要求。因此，设计的内容应包括：①确定施加分级预压荷载的大小;②确定每一级荷载预压需要达到的固结度或预压持续的时间。始终保持地基强度的增长，满足施加下一级预压荷载的要求。设计的步骤与方法如下：

　　尚未达到设计荷载，可按此原理，重复上述步骤计算第三、四……级荷载，直到达到设计荷载为止。

　　在实际工程中，除了按上述方法进行设计外，还要求设置现场原位监测系统，埋设沉降，水平位移和孔隙水压力等仪器设备，监视地基预压动态的发展，防止地基剪切破坏。对于重要工程还要预留十字板试验孔，检验地基强度的增长，验算地基的稳定性。

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