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1、第四节第四节 排水固结的施工排水固结的施工 包括三部分：铺设水平垫层、设置竖向排水体和包括三部分：铺设水平垫层、设置竖向排水体和施加荷载施加荷载一、水平排水垫层的施工一、水平排水垫层的施工 铺设水平垫层的目的：铺设水平垫层的目的：连通水体，将土体中渗连通水体，将土体中渗出的水迅速排出，同时防止土颗粒堵塞排水通道；出的水迅速排出，同时防止土颗粒堵塞排水通道；对软粘土地基起到持力层的作用。对软粘土地基起到持力层的作用。1.垫层材料垫层材料 宜用中粗砂，一般不宜选用粉砂和细砂；砂垫层宜用中粗砂，一般不宜选用粉砂和细砂；砂垫层的干密度的干密度1.5t/m3。2.水平排水系统的设置水平排水系统的设置 应
2、设置与砂垫层连同的盲沟，平行布置，与积水应设置与砂垫层连同的盲沟，平行布置，与积水井相连，盲沟井相连，盲沟3.垫层厚度垫层厚度厚度应能保证土从土中渗出的水能及时排出；厚度应能保证土从土中渗出的水能及时排出；厚厚度应满足施工时的承载要求。度应满足施工时的承载要求。一般厚度取一般厚度取3050cm，水下施工可取，水下施工可取0.81.0m。4.垫层施工垫层施工 地基土表层可承受一般机械运行时，采用机械地基土表层可承受一般机械运行时，采用机械分堆摊铺或顺序推进摊铺法；分堆摊铺或顺序推进摊铺法；不能时可选用人力车或轻型皮带传输机由里向不能时可选用人力车或轻型皮带传输机由里向外或一边向另一边铺设；外或一
3、边向另一边铺设；铺设荆笆、透水性好的编织物或土工聚合物。铺设荆笆、透水性好的编织物或土工聚合物。5.施工要点施工要点 厚度和平面尺寸要符合设计要求；误差小于厚度和平面尺寸要符合设计要求；误差小于10；与竖向排水体连接好，不允许混入杂物，防止与竖向排水体连接好，不允许混入杂物，防止堵塞排水通道；堵塞排水通道；避免堆地基土产生扰动；避免堆地基土产生扰动；对真空预压垫层，面层对真空预压垫层，面层4cm厚度范围内不得有厚度范围内不得有带棱角的硬物。带棱角的硬物。二、竖向排水体的施工二、竖向排水体的施工(一一)砂井施工砂井施工1.砂井材料砂井材料 砂井的材料应采用中砂，不得含有杂物；砂井的材料应采用中砂
4、，不得含有杂物；砂粒级配应满足下式，保证有反滤作用；砂粒级配应满足下式，保证有反滤作用；2.施工顺序施工顺序 应遵循：先中间后周边的原则应遵循：先中间后周边的原则)(4)()(4851515土砂土ddd3.施工工艺施工工艺 砂井成孔方法有：砂井成孔方法有：套管法、射水法、螺旋钻成孔套管法、射水法、螺旋钻成孔法和爆破法法和爆破法。套管法套管法 套管法是将带有活瓣桩尖活套有混凝土端靴的套套管法是将带有活瓣桩尖活套有混凝土端靴的套管沉入到土层预定深度后，再灌砂、拔管成砂井。管沉入到土层预定深度后，再灌砂、拔管成砂井。根据沉管工艺不同，分为：根据沉管工艺不同，分为：静压沉管法、锤击沉静压沉管法、锤击沉
5、管法、锤击静压联合沉管法和振动沉管法管法、锤击静压联合沉管法和振动沉管法。施工要点：沉管到设计深度施工要点：沉管到设计深度灌水至充满灌水至充满灌砂灌砂至充满至充满拔管。拔管。射水法射水法 射水法是利用射水管的高速水流的冲击及环刀的射水法是利用射水管的高速水流的冲击及环刀的机械切削作用。破坏土体，形成具有一定直径和深度机械切削作用。破坏土体，形成具有一定直径和深度的砂井，然后灌砂形成砂井。的砂井，然后灌砂形成砂井。主要机具设备主要机具设备a.高压水泵；高压水泵；b.冲管；冲管；c.卷扬机。卷扬机。施工工艺施工工艺 a.机具就位，埋设护筒；机具就位，埋设护筒；b.冲管起吊，对准砂井中冲管起吊，对准
6、砂井中心；心；c.成孔至设计深度；成孔至设计深度；d.提起冲管并清孔；提起冲管并清孔；e.灌砂。灌砂。施工要点施工要点a.控制好冲孔水压力和时间；控制好冲孔水压力和时间；b.保证灌砂量和灌砂率；保证灌砂量和灌砂率；c.做好清孔工作；做好清孔工作；d.做好泥浆排放工作；做好泥浆排放工作；e.淤泥或淤泥质土施工要慎重；淤泥或淤泥质土施工要慎重；f.井口要保证高出自然地面。井口要保证高出自然地面。4.质量要求质量要求保证砂井连续和密实，不缩颈；保证砂井连续和密实，不缩颈；减少对周围土体的扰动；减少对周围土体的扰动；砂井长度、直径、间距要满足设计要求；砂井长度、直径、间距要满足设计要求；水平位置偏差未
7、砂井直径，垂直度为水平位置偏差未砂井直径，垂直度为1.5。(二二)袋装砂井施工袋装砂井施工 优点：优点：能够保证砂井的连续性；能够保证砂井的连续性；打设设备轻打设设备轻型化；型化；用砂量减少，工效高，造价低。用砂量减少，工效高，造价低。1.砂袋材料要求砂袋材料要求 良好透水性；良好透水性；足够的抗拉强度；足够的抗拉强度；一定的抗一定的抗老化性能；老化性能；耐环境水腐蚀性能。耐环境水腐蚀性能。2.施工机具施工机具 袋装砂井成孔方法：袋装砂井成孔方法：锤击打入法、射水法、静力锤击打入法、射水法、静力压入法、钻孔法和振动沉管法压入法、钻孔法和振动沉管法。目前，国内常用的是振动沉管法。目前，国内常用的
8、是振动沉管法。3.施工工艺施工工艺施工顺序施工顺序 放线测量放线测量机具定位机具定位设置桩尖设置桩尖沉管成孔沉管成孔投投送砂袋送砂袋拔管成井拔管成井施工方法施工方法 灌砂；灌砂；a.先投后灌法；先投后灌法；b.先灌后投法；先灌后投法；沉管；沉管；吊送砂袋与拔管成桩。吊送砂袋与拔管成桩。4.施工要点施工要点(三三)塑料带排水法施工塑料带排水法施工 塑料带排水法是将带状塑料排水带用插带机将其塑料带排水法是将带状塑料排水带用插带机将其插入软土中作为竖向排水体，通过改善排水条件，促插入软土中作为竖向排水体，通过改善排水条件，促使地基软土再荷载作用下排水固结。使地基软土再荷载作用下排水固结。)(2bDp
9、排水带与砂井直径换算排水带与砂井直径换算2.塑料排水带的性能塑料排水带的性能3.塑料排水带的施工塑料排水带的施工施工机具施工机具要求：要求：具有较低的接地压力和较高的稳定性；具有较低的接地压力和较高的稳定性；插带速度快，对地基扰动小；插带速度快，对地基扰动小；移位迅速，对位容易。移位迅速，对位容易。导管靴和桩尖导管靴和桩尖 导管靴有：圆形和矩形。桩尖因导管靴不同而选导管靴有：圆形和矩形。桩尖因导管靴不同而选择不同桩尖。择不同桩尖。桩尖的作用：防止淤泥等进入管内，防止回带及桩尖的作用：防止淤泥等进入管内，防止回带及锚定塑料带锚定塑料带施工工艺施工工艺 1）测量放线：用经纬仪和水准仪进行单元块测量
10、放样，用木桩（每20米1根）或小竹杆（内插）和白石灰放出各加固单元边线的准确位置，并用红漆在木桩或小竹竿上，并标出砂垫层顶面的标高；木桩与小竹竿之间也可用红尼龙绳连接。2）铺设主支滤排水管：主支滤排水管分为主（干）管和支虑管。主管为4寸镀锌铁管，支虑管为2寸镀锌铁管，外包土工布滤水网。3）按照设计要求，在真空预压范围内铺设砂垫层，采用含泥量少于3%中粗砂，一次铺设0.25米厚。4）为保证真空预压加固效果，两个相邻单元块之间，须开挖真空预压密封膜沟单元块内要预留2米间隔不铺设砂垫层。施工要点施工要点 5）在完成上述两项工作后，应先拣除砂垫层表面的尖棱小石子、尖锐贝壳及其他杂物，并人工细平砂垫层表
11、面。6）出膜连接与真空泵系统安装：真空主管道通过出膜器及吸水胶管与真空泵连接。出膜器的连接必须牢固，密封性可靠安全。7）在完成上述工作后，即可开始抽真空及抽充密封水膜。开始抽真空以后，加固单元块内膜下真空度会持续上升。8）真空预压卸荷验收当真空预压加固单元块在膜下真空度达80KPa的条件下连续抽真空三个月，或地基固结度Ut80%时，即可以停机卸荷，交工验收。施工要点施工要点塑料排水板塑料排水带（板）：用聚合物制成的口琴式条带作芯带，两面包以非织造土工织物作滤层成为塑料排水带（板）。芯带起支撑作用并将滤层渗进来的水向上排出。塑料排水带（板）用插板机插入软土地基，在上部预压荷载作用下，软土中空隙水
12、由塑料排水带（板）向上排到上部铺垫的砂层（或水平塑料排水带）中，向下游排出，以加速软基固结。规格：100mm宽度,厚度分别为3.5mm、4.0mm、4.5mm小型震动沉管机液压振动锤三、预压荷载的施工三、预压荷载的施工 可分三类：可分三类：利用建筑物自重加压；利用建筑物自重加压；施加外部施加外部荷载（堆载预压法）；荷载（堆载预压法）；减小地基土的孔隙水（真空减小地基土的孔隙水（真空预压法）预压法）(一一)利用建筑物的自重利用建筑物的自重 在未经预压的天然软土地基上直接建造建筑物。在未经预压的天然软土地基上直接建造建筑物。如：路堤、土坝、贮矿场、油罐、水池等。如：路堤、土坝、贮矿场、油罐、水池等
13、。(二二)堆载预压堆载预压1.施工工艺施工工艺2.施工要点和施工控制施工要点和施工控制(二二)真空预压施工真空预压施工1.施工工艺施工工艺2.施工设备施工设备 包括：真空泵和一套膜内、外管路包括：真空泵和一套膜内、外管路真空泵真空泵3.密封系统密封系统 由密封膜、密封沟和辅助密封措施组成。由密封膜、密封沟和辅助密封措施组成。密封膜：一般铺密封膜：一般铺3层。层。密封要求：一是膜与软土的接触有足够的长度，密封要求：一是膜与软土的接触有足够的长度，以保证有足够长的渗透途径；二是膜周边密封处应以保证有足够长的渗透途径；二是膜周边密封处应有一定的压力，保证膜与软土接触紧密。有一定的压力，保证膜与软土接
14、触紧密。密封方式主要有：挖沟折膜法和平铺膜法。密封方式主要有：挖沟折膜法和平铺膜法。4.施工要点施工要点第五节第五节 施工观测及质量检验施工观测及质量检验一、地基土的物理力学性能指标检验一、地基土的物理力学性能指标检验二、孔隙水压力观测二、孔隙水压力观测1.观测仪器观测仪器 双管式孔隙压力计和钢弦式孔隙压力计。双管式孔隙压力计和钢弦式孔隙压力计。2.观测点的布置观测点的布置 一般布置在场地中央，堆载坡顶及堆载坡角的不一般布置在场地中央，堆载坡顶及堆载坡角的不同深度处。同深度处。3.资料应用资料应用 计算固结度；计算固结度；用用u/p值控制加荷速率；值控制加荷速率；用用u-p曲线控制加荷速率曲线控制加荷速率观测项目：观测项目：孔隙水压力，沉降，边桩位移，真空度等孔隙水压力，沉降，边桩位移，真空度等三、沉降观测三、沉降观测1.观测点的布置：观测点的布置：沿场地对称轴线、场地中心、坡顶、坡脚和场外沿场地对称轴线、场地中心、坡顶、坡脚和场外10m范围范围2.资料应用资料应用 推算最终变形量；推算最终变形量；求任意时间固结度；求任意时间固结度；控制加荷速率。控制加荷速率。四、边桩位移观测四、边桩位移观测
