2025/4/221學(xué)習(xí)單元九排水固結(jié)法排水固結(jié)法原理：通過對(duì)天然地基施加一定荷載，或者先在地基中埋設(shè)豎向排水體，再施加荷載作用，從而使土體中的孔隙水逐漸排出，發(fā)生固結(jié)沉降變形，同時(shí)使土體強(qiáng)度逐漸提高的過程。

系統(tǒng)組成:加載系統(tǒng)、排水系統(tǒng)解決問題：沉降和穩(wěn)定2025/4/222排水固結(jié)法系統(tǒng)構(gòu)成2025/4/223排水固結(jié)法排水原理2025/4/224排水固結(jié)法任務(wù)組成堆載預(yù)壓法砂井法袋裝砂井法塑料排水板法真空預(yù)壓法真空聯(lián)合堆載預(yù)壓法2025/4/225工程背景——設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)淮鹽高速公路淮安某合同段全長(zhǎng)7.35公里，設(shè)計(jì)為雙向4車道，全封閉全立交，設(shè)計(jì)行車速度120km/h。全段均采用整體式路基，路基寬度28m。學(xué)習(xí)任務(wù)1堆載預(yù)壓法2025/4/226工程背景——工程地質(zhì)情況該合同段路線跨越的主要工程地質(zhì)區(qū)為里下河古瀉湖平原區(qū)。該區(qū)地質(zhì)情況為：上部:軟塑狀-流塑狀粘土，厚度5～8米；中部:灰色、灰黑色流塑-軟塑狀淤泥及淤泥質(zhì)土為主，厚度變化較大，為0.8～20.5米不等，土質(zhì)含水量較大（局部地段可達(dá)80%以上），孔隙比大，具高壓縮性；下部:灰色軟塑-流塑狀亞粘土、粘土，土質(zhì)較均勻。不良地質(zhì)體:軟土、膨脹土地基。2025/4/227工程背景—特殊地基處理該合同段特殊路基處理，長(zhǎng)度約5.9889km。預(yù)壓段處理路基326.7m，結(jié)構(gòu)物橋頭段預(yù)壓處理長(zhǎng)度為1.111km；沉降預(yù)壓土方43251m3，預(yù)壓期為270天。粉噴樁處理路段4546.7m，設(shè)計(jì)粉噴樁數(shù)量為798030延米；水泥深層攪拌樁處理路段1115.5m，設(shè)計(jì)水泥攪拌樁共計(jì)389983.5延米。砂墊層總方量5166m3，土工隔柵12916m2。2025/4/2282．預(yù)壓段施工基底清表鋪設(shè)一層雙向土工格柵埋設(shè)沉降觀測(cè)樁5%灰土填筑9093區(qū)6%灰土填筑95區(qū)8%灰土填筑95區(qū)預(yù)壓土填筑預(yù)壓土卸載預(yù)壓期270天基底鋪設(shè)50㎝厚碎石墊層2025/4/2292．預(yù)壓段施工2.1施工準(zhǔn)備2.2場(chǎng)地清理2.3回填50cm厚碎石墊層2.4石灰土填筑2.5預(yù)壓段填筑卸載2025/4/22102.1施工準(zhǔn)備2.1.1技術(shù)準(zhǔn)備2.1.2現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備2.1.3施工機(jī)械進(jìn)場(chǎng)2.1.4材料準(zhǔn)備2.1.5建立測(cè)量控制網(wǎng)2.1.6試驗(yàn)段施工2.1.7開工報(bào)告2025/4/22112.1.1技術(shù)準(zhǔn)備圖紙會(huì)審工作：施工單位進(jìn)場(chǎng)后，一般由項(xiàng)目總工組織工程技術(shù)人員，認(rèn)真學(xué)習(xí)施工圖紙和有關(guān)設(shè)計(jì)文件，熟悉了解設(shè)計(jì)意圖，明確設(shè)計(jì)要求，注意發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)本身的問題及設(shè)計(jì)與施工發(fā)生矛盾的問題，并重點(diǎn)會(huì)審如下內(nèi)容：(1)施工圖紙等技術(shù)文件是否完整清晰、圖紙說明是否齊全、準(zhǔn)確，有無矛盾和問題等；(2)各專業(yè)圖之間，圖與表格（包括說明）之間的規(guī)格、型號(hào)、材質(zhì)、數(shù)量、標(biāo)號(hào)、坐標(biāo)、標(biāo)高等數(shù)據(jù)是否一致；是否存在錯(cuò)、漏、缺等問題；大樣圖是否齊全，是否與所示的部位尺寸、標(biāo)高等數(shù)據(jù)一致。2025/4/22122.1.2現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備(1)障礙物排察及四通一平同業(yè)主一道搞好紅線及臨時(shí)征地線內(nèi)的障礙物及結(jié)構(gòu)物位置、標(biāo)高、夾角等排察，以便工程的開展，同時(shí)搞好施工現(xiàn)場(chǎng)通水、通電、通路、通訊及平整場(chǎng)地

(2)原地面復(fù)測(cè)會(huì)同監(jiān)理工程師進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)原地面復(fù)測(cè)，復(fù)測(cè)后方準(zhǔn)進(jìn)行清表，整平作業(yè)。(3)核對(duì)勘察資料工程地質(zhì)及地質(zhì)水文資料是最終確定施工方案的最基本資料，因此，需根據(jù)業(yè)主提供的勘察資料進(jìn)行認(rèn)真分析、研究。必要時(shí)進(jìn)行鉆孔勘察，以對(duì)原始資料進(jìn)行核對(duì)。2025/4/22132.1.5建立測(cè)量控制網(wǎng)業(yè)主組織交樁后，立即對(duì)測(cè)量控制點(diǎn)進(jìn)行復(fù)測(cè)，并根據(jù)施工總平面布置，對(duì)測(cè)量控制點(diǎn)進(jìn)行加密，測(cè)量結(jié)果報(bào)監(jiān)理工程師批準(zhǔn)后，用于工程控制。2025/4/22142.1.6試驗(yàn)段施工根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件，選擇100～200m路段為試驗(yàn)段，按設(shè)計(jì)要求的路堤填料進(jìn)行鋪筑。試驗(yàn)段應(yīng)記錄各壓實(shí)設(shè)備的類型、最佳組合方式、碾壓遍數(shù)、速度及其壓實(shí)指標(biāo)，每層材料的松鋪厚度、含水量及各種填方材料的施工工藝。試驗(yàn)段結(jié)果上報(bào)監(jiān)理工程師，經(jīng)批準(zhǔn)后即做為本合同的施工依據(jù)。2025/4/22152.1.7開工報(bào)告各項(xiàng)準(zhǔn)備工作就緒，將開工報(bào)告報(bào)送監(jiān)理工程師，批準(zhǔn)后方可開工。2025/4/22162.2場(chǎng)地清理(1)將路基用地范圍內(nèi)的原地面以下10～30㎝內(nèi)的草皮、農(nóng)作物根莖、樹木等清除，棄于指定棄土區(qū)內(nèi)。(2)拆除永久性征地范圍內(nèi)的舊路面、橋梁、房宅等構(gòu)造物和其他水井等障礙物，經(jīng)監(jiān)理工程師現(xiàn)場(chǎng)確認(rèn)后，對(duì)拆除后的坑穴回填、分層夯實(shí)。(3)在穿越魚塘的路段，在清表前先在路基兩側(cè)邊溝位置處開挖排水溝（1.5×0.8m），挖出的土在排水溝內(nèi)側(cè)做縱向圍堰，在路基范圍內(nèi)設(shè)立集水井和集水溝，將水排出路基2025/4/22172.3回填50cm厚碎石墊層回填砂或碎石墊層施工參考淺層處理法中砂墊層施工工藝。在回填完砂或碎石墊層后，再在其上鋪設(shè)一層雙向土工格柵。2025/4/2218某路段土工格柵鋪設(shè)現(xiàn)場(chǎng)2025/4/22192.4石灰土填筑2.4.1石灰消解2.4.2填筑土含水量控制2.4.3土的砂化2.4.4灰土的拌和和碾壓2025/4/22202.4.2填筑土含水量控制由于該合同段土場(chǎng)均為高液限粘土，含水量高，為降低運(yùn)往現(xiàn)場(chǎng)土的含水量，除在土場(chǎng)設(shè)置縱橫向集水溝和集水井外，還應(yīng)重點(diǎn)進(jìn)行備土工作，利用該工段取土深度小，面積大的優(yōu)勢(shì)，大面積地進(jìn)行備土。2025/4/22212.4.3土的砂化摻灰處理:分兩次摻加的工藝在取土場(chǎng)，利用備土摻入生石灰，摻灰量為設(shè)計(jì)總摻灰量的40%左右，用挖掘機(jī)對(duì)其翻拌后打堆悶料，悶料時(shí)間控制在2～3天。拌和料運(yùn)至路基上攤鋪、粗平、達(dá)到松鋪厚度后，進(jìn)行打格布灰，摻加剩余石灰劑量。施工中，若土場(chǎng)備土含水量接近最佳含水量時(shí)，則在路基上一次摻入消解石灰。2025/4/22222.4灰土的拌和和碾壓灰土拌和：采用旋耕犁和路拌機(jī)，為控制填筑土的含水量，需用三鏵犁進(jìn)行翻曬。碾壓：采用振動(dòng)和光輪壓路機(jī)，碾壓時(shí)應(yīng)先兩邊再中間，不同碾壓遍次相互錯(cuò)壓半個(gè)輪跡。2025/4/22232.5預(yù)壓段填筑卸載預(yù)壓段施工：按規(guī)范要求分層填筑，分層壓實(shí)，填筑到預(yù)壓設(shè)計(jì)高度，進(jìn)入預(yù)壓期。預(yù)壓段卸載：當(dāng)達(dá)到設(shè)計(jì)要求的沉降量，運(yùn)走超出設(shè)計(jì)標(biāo)高的多余土方，重新對(duì)路槽表面進(jìn)行整修壓實(shí)，并滿足規(guī)范及設(shè)計(jì)要求。2025/4/22243．預(yù)壓段施工注意事項(xiàng)（1）嚴(yán)格控制填土速率施工應(yīng)采用“先快后慢”的填土速率；路基填高度3m以內(nèi)：填土速率控制在0.1～0.15m/d高度超過3m時(shí)：填土速率控制在不大于0.10m/d如發(fā)現(xiàn)沉降速率或路堤側(cè)向位移量異常時(shí),應(yīng)停止填土，并分析原因。2025/4/22253．預(yù)壓段施工注意事項(xiàng)（2）加強(qiáng)施工觀測(cè)和質(zhì)量檢測(cè)施工觀測(cè)包括沉降觀測(cè)和穩(wěn)定觀測(cè)位移邊樁：鋼管或鋼筋混凝土預(yù)制樁，樁長(zhǎng)不得小于150cm，埋入地基的深度不小于140cm，可采用打入或開挖埋設(shè)，埋置后的邊樁必須穩(wěn)固沉降及位移觀測(cè)觀測(cè)：采用紅外線測(cè)距儀。沉降速率每天不大于10mm，水平位移速率邊樁控制在每天不大于3mm如發(fā)現(xiàn)沉降或水平位移位驟增，超過控制標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)分析原因，并上報(bào)監(jiān)理工程師，采取減緩填筑或暫停填筑，待滿足控制標(biāo)準(zhǔn)以內(nèi)才可繼續(xù)上一層的填筑。2025/4/2226二、堆載預(yù)壓法定義、加固機(jī)理堆載預(yù)壓法：指在建造建筑物以前，通過臨時(shí)堆填土石等方法對(duì)地基加載預(yù)壓，達(dá)到預(yù)先完成部分或大部分地基沉降，然后撤除荷載，再建造建筑物的施工方法。堆載預(yù)壓分類：超載預(yù)壓、等載預(yù)壓。2025/4/22272．堆載預(yù)壓加固機(jī)理

在荷載作用下，土層的固結(jié)過程就是超靜孔隙水壓力(簡(jiǎn)稱孔隙水壓力)消散和有效應(yīng)力增加的過程。根據(jù)飽和土有效應(yīng)力原理：用填土等外加荷載對(duì)地基進(jìn)行預(yù)壓，是通過增加總應(yīng)力并使孔隙水壓力消散而增加有效應(yīng)力的方法。2025/4/22283．堆載預(yù)壓加荷方式堆載預(yù)壓加荷主要解決的問題為：堆載預(yù)壓的計(jì)劃堆載材料的選用超載預(yù)壓等載預(yù)壓多級(jí)加荷單級(jí)加荷2025/4/2229分級(jí)加荷的原因

在軟土地基上填筑的路基，由于軟土地基抗剪強(qiáng)度低，無論是直接填筑路基還是進(jìn)行堆載預(yù)壓，往往都不可能快速加載，而必須采用分級(jí)逐漸加荷，待前期荷載下地基強(qiáng)度增加到足已加下一級(jí)荷載時(shí)方可加下一級(jí)荷載。2025/4/2230分級(jí)加荷的計(jì)算步驟

（1）利用地基的天然地基土抗剪強(qiáng)度計(jì)算第一級(jí)容許施加的荷載p1

(2)計(jì)算在第一級(jí)荷載下地基強(qiáng)度的增長(zhǎng)值。在荷載作用下，經(jīng)過一段時(shí)間預(yù)壓地基強(qiáng)度會(huì)提高，提高以后的地基強(qiáng)度為:2025/4/2231分級(jí)加荷的計(jì)算步驟(3)計(jì)算p1作用下達(dá)到所確定固結(jié)度與所需要的時(shí)間。(4)根據(jù)第二步所得到的地基強(qiáng)度計(jì)算第二級(jí)所施加的荷載:(5)按以上加荷計(jì)劃進(jìn)行每一級(jí)荷載下地基的穩(wěn)定性驗(yàn)算。如穩(wěn)定性不滿足要求，則調(diào)整加荷計(jì)劃。(6)計(jì)算預(yù)壓荷載下地基的最終沉降量和預(yù)壓期間的沉降量，估算工后沉降量，最終確定預(yù)壓荷載的卸荷時(shí)間。2025/4/2232三、堆載預(yù)壓法施工1.施工機(jī)械設(shè)備:挖掘機(jī)、推土機(jī)、自卸汽車備土沉降觀測(cè)分級(jí)沉降穩(wěn)定最終沉降穩(wěn)定卸荷鋪土工布分級(jí)堆載2025/4/2233施工注意事項(xiàng)（1）預(yù)壓材料不得使用淤泥土或含垃圾雜物的填料。（2）預(yù)壓荷載不應(yīng)小于設(shè)計(jì)荷載。（3）預(yù)壓土的堆載寬度和坡度符合設(shè)計(jì)要求。（4）堆載預(yù)壓過程中保護(hù)好沉降觀測(cè)設(shè)施，當(dāng)有損壞時(shí)應(yīng)及時(shí)恢復(fù)。（5）設(shè)計(jì)預(yù)壓地段路堤先安排施工（6）預(yù)壓土方底面應(yīng)鋪一層土工布，防止預(yù)壓土污染填筑好的路基。（7）當(dāng)堆載預(yù)壓時(shí)間達(dá)到設(shè)計(jì)要求后，應(yīng)根據(jù)觀測(cè)資料和工后沉降推算結(jié)果，合理確定卸載時(shí)間。2025/4/2234堆載預(yù)壓施工檢測(cè)對(duì)每級(jí)加載完成后，應(yīng)檢查堆載范圍及邊坡坡度是否與施工圖一致；在堆載過程中，應(yīng)定期觀測(cè)路基的豎向沉降及側(cè)向位移，從而控制堆載的填筑速度。一般沉降控制標(biāo)準(zhǔn)為15mm/天，水平位移控制標(biāo)準(zhǔn)為3mm/天。在施工中應(yīng)注意對(duì)沉降監(jiān)測(cè)標(biāo)志的保護(hù)，一旦損壞，應(yīng)立即修復(fù)、補(bǔ)測(cè)。2025/4/2235施工過程記錄詳細(xì)記錄：每級(jí)堆載的開始時(shí)間及加壓量，確保堆載預(yù)壓的加壓量和加壓時(shí)間滿足設(shè)計(jì)要求。記錄每級(jí)的加載速率：要求加載速度應(yīng)控制在