地基處理辦法技術(shù)應(yīng)用與進(jìn)展2.1排水固結(jié)法排水固結(jié)法示意圖排水固結(jié)法分類表12.1排水固結(jié)法對(duì)一維固結(jié)情況，根據(jù)Terzaghi一維固結(jié)理論，地基土固結(jié)所需要的時(shí)間t與最大排水距離H之間的關(guān)系如下式：2.1排水固結(jié)法袋裝砂井法和塑料排水帶法施工方便，也比較經(jīng)濟(jì)，近些年發(fā)展較快，特別是塑料排水帶，工廠化生產(chǎn)，質(zhì)量容易保證。袋裝砂井和塑料袋橫斷面積較小，因井阻作用，臨界長(zhǎng)度較小（對(duì)于臨界長(zhǎng)度質(zhì)一般認(rèn)為約15~20m）。對(duì)處理較厚軟土層時(shí)，需采用較大橫斷面的普通砂井。采用排水固結(jié)法加固軟粘土地基效果可靠、計(jì)算理論成熟、施工經(jīng)驗(yàn)豐富，且較經(jīng)濟(jì)，是常用的軟粘土地基處理方法。加固原理和計(jì)算理論一.加固原理排水固結(jié)加固地基的原理是利用飽和粘土在荷載作用下產(chǎn)生固結(jié)，土體孔隙比減小，強(qiáng)度提高，可有效減少工后沉降，提高地基穩(wěn)定性。加固原理和計(jì)算理論超載預(yù)壓：若預(yù)壓荷載作用下地基中土體固結(jié)應(yīng)力增加至PB(PB=P0+ΔP)，工作荷載作用下相應(yīng)土體中的固結(jié)應(yīng)力為PD，當(dāng)PD<PB時(shí)，稱為超載預(yù)壓。經(jīng)過(guò)超載預(yù)壓的土體，在工作荷載作用下常處于超固結(jié)狀態(tài)。當(dāng)PD>PB時(shí)，稱為一般預(yù)壓。加固原理和計(jì)算理論二.瞬時(shí)加載固結(jié)度計(jì)算1.一維固結(jié)一維固結(jié)可采用Terzaghi固結(jié)理論計(jì)算，固結(jié)方程為：加固原理和計(jì)算理論Terzaghi固結(jié)理論和砂井地基加固原理和計(jì)算理論對(duì)最大排水距離為H的土層，當(dāng)平均固結(jié)度大于或等于30%時(shí)，地基平均固結(jié)度可采用下式計(jì)算：固結(jié)度：在一定壓力作用下，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間t所發(fā)生的沉降量與最終沉降量的比值。Ut=St/S加固原理和計(jì)算理論三.三維固結(jié)砂井固結(jié)屬于三維固結(jié)問(wèn)題，可采用Redulic-Terzaghi固結(jié)理論計(jì)算。軸對(duì)稱條件下固結(jié)方程為：加固原理和計(jì)算理論式可分解為豎向和徑向固結(jié)方程分別求解，徑向固結(jié)方程為：加固原理和計(jì)算理論1加固原理和計(jì)算理論3.非完整砂井固結(jié)度計(jì)算整個(gè)軟粘土層平均固結(jié)度U可采用下式計(jì)算：加固原理和計(jì)算理論4.固結(jié)度一般表達(dá)式曾國(guó)熙（1975）建議平均固結(jié)度用下述普遍表達(dá)式：表2-1-21加固原理和計(jì)算理論三.分級(jí)加載固結(jié)度計(jì)算地基平均固結(jié)度表達(dá)式，式、、以及都是在瞬間加載條件下的到的解答。實(shí)際工程中，往往是分級(jí)逐漸加載的，圖中表示荷載分兩級(jí)施加。加固原理和計(jì)算理論曾國(guó)熙(1975)建議在這種情況下采用下述計(jì)算式計(jì)算地基固結(jié)度。

1）第一級(jí)加載過(guò)程：當(dāng)0<t<t1時(shí)，對(duì)ΔP而言的固結(jié)度：加固原理和計(jì)算理論對(duì)而言的固結(jié)度2）恒載過(guò)程加固原理和計(jì)算理論

將(2.1.17)式減去(2.1.15)式得在t2-t1時(shí)間段恒載過(guò)程中對(duì)固結(jié)度增量3）第二級(jí)加載過(guò)程：13）第二級(jí)加載過(guò)程：

當(dāng)t>t3時(shí)，對(duì)而言的固結(jié)度為t3以前的固結(jié)度，加上t3以后?P2為恒載時(shí)固結(jié)度的增加量?Ut4-3多級(jí)等速加荷下修正后對(duì)而言的固結(jié)度可歸納為

四.考慮井阻和涂抹作用的固結(jié)度井阻：在地基中設(shè)置豎向排水系統(tǒng)，無(wú)論普通砂井、還是袋裝砂井、塑料排水帶，其本身透水性雖然很大，但對(duì)滲流總有一定阻力，這種阻力稱為井阻。涂抹作用：在地基中設(shè)置豎向排水系統(tǒng)過(guò)程中對(duì)地基土的擾動(dòng)會(huì)降低砂井周圍土體的滲透性，這種作用稱為涂抹作用。Barron解式2.1.6時(shí)沒(méi)有考慮井阻和涂抹作用得到的。Hansbo(1981)提出了考慮井阻和涂抹作用的飽和軟粘土地基在深度z處徑向排水固結(jié)度表達(dá)式：1反映涂抹作用影響的參數(shù)Fs表達(dá)式為1四.考慮井阻和涂抹作用的固結(jié)度Hansbo公式計(jì)算的是某一深度平均固結(jié)度，因而可很方便地用來(lái)計(jì)算該深度土體因固結(jié)而增長(zhǎng)的強(qiáng)度。謝康和（1987）提出了考慮井阻和涂抹作用的砂井地基平均固結(jié)度計(jì)算式四.考慮井阻和涂抹作用的固結(jié)度

根據(jù)非理想井固結(jié)理論，豎向排水井存在臨界長(zhǎng)度。豎向排水體過(guò)長(zhǎng)時(shí)，所增加的排水體長(zhǎng)度加速固解的效果減弱，甚至沒(méi)有效果。五.排水固結(jié)對(duì)強(qiáng)度的影響在荷載作用下地基土體發(fā)生固結(jié)，固結(jié)過(guò)程中，超孔隙水壓消散，有效應(yīng)力增加，地基土體強(qiáng)度提高。同時(shí)，由于荷載作用，地基土體產(chǎn)生蠕變，還有可能導(dǎo)致強(qiáng)度衰減。地基中某點(diǎn)某時(shí)刻的抗剪強(qiáng)度可以表示為：五.排水固結(jié)對(duì)強(qiáng)度的影響考慮到尚難計(jì)算，曾國(guó)熙（1975）建議將式改寫(xiě)為五.排水固結(jié)對(duì)強(qiáng)度的影響由圖2-1-7可以看到，剪切面上法向應(yīng)力σ’可用有效主應(yīng)力σ1’表示，其關(guān)系式為：五.排水固結(jié)對(duì)強(qiáng)度的影響

由于土體的固結(jié)，有效應(yīng)力增量引起土體抗剪強(qiáng)度增量表達(dá)式為：土層平均固結(jié)度：在一定荷載作用下，經(jīng)過(guò)某段時(shí)間t所發(fā)生的沉降量St與最終沉降量S的比值,U=St/S。某點(diǎn)的固結(jié)度：固結(jié)度就是在某一附加應(yīng)力下，經(jīng)某一時(shí)間t后，土體發(fā)生固結(jié)或孔隙水應(yīng)力消散的過(guò)程，對(duì)某一深度z處，土層經(jīng)過(guò)時(shí)間t后，該點(diǎn)的固結(jié)度可用下式表示：

Uz=(σ1-u)/σ1五.排水固結(jié)對(duì)強(qiáng)度的影響在荷載作用下，地基中某點(diǎn)總主應(yīng)力增量為。若該點(diǎn)固結(jié)度為U，則相應(yīng)有效主應(yīng)力增量