【摘要】排水固結法就是利用地基排水固結規律，采用各種排水技術措施處理飽和軟弱土的一種方法。利用插塑料排水板方式進行堆載預壓，排水固結軟土地基，通過對堆載前后的持力土層進行主要物理力學性能指標分析和相關實測值的計算，總結了采用堆載預壓法的條件，以及運用此項技術解決實際工程中地基處理需要的可行性。
　　【關鍵詞】軟土地基袋裝砂井土工材料加筋堆載預壓排水固結排水板
　　【正文】排水固結法是利用天然地基土層本身的透水性或設置在地基中的豎向排水體，通過預先在地表進行加載預壓或利用建（構）筑物自身重量使土體中孔隙水逐漸排出，土體逐漸固結，地基土逐漸壓密，強度逐步提高的方法。堆載預壓法是利用天然地基作為排水系統，其固結排水過程是一維固結排水過程，而砂井預壓法，由于在地基中設置了豎向排水體，其固結排水過程為三維固結排水過程。由于普通砂井用砂量較大，施工機械接地要求較高，因此，普通砂井大多用小直徑的袋裝砂井或塑料排水板所替代，尤其是塑料排水板，因其功效較袋裝砂井更高，綜合價格更低，所以在實際工程中得到越來越廣泛的應用。
　　一．排水砂墊層地基處理方案
　　排水砂墊層是設置于路堤填土與軟土地基之間的透水性墊層，不僅對提高地基承載力、減少沉降量、加速軟弱土層的排水固結等軟土處治有重要的作用，而且也是消除膨脹土地基上的脹縮、防止季節性凍土的凍脹、消除濕陷性黃土的濕陷的有效措施，還可用于處理暗浜和暗溝等不良地質地基，應用較為廣泛。因此，根據此項工程的地理環境和地質狀況等綜合因素，經研究決定采用插塑料排水板堆載預壓法加固地基，并根據場地內淤泥質粉質粘土的不同分布情況，按其厚度分別采用塑料排水板堆載預壓方案和不設排水通道的預壓方案。設計根據場地不同使用要求，分別取貨車荷載的115%，用填土進行超載預壓。超載部分的土方卸載后，回填于非插板區。
　　排水板在平面上可布置成正方形或等邊三角形，因為，一般來說，以近似圓柱體（或正六邊形）的排水方式比較均勻且有效。本工程塑料排水板采用型塑料排水板，按正三角形布置，三角形邊長1。塑料排水板的深度根據淤泥質粉質粘土的厚度布設，但均須打穿淤泥質粉質粘土至砂土層。
　　由于該場地地勢低洼，表層淤泥稀軟，施工時適逢雨季，為了改善施工條件，在原塘面上先填鋪一層厚1.5的填土作為工作墊層，設置縱橫間距為30的排水盲溝，并利用原天然河溝鋪透水土工材料作成排水暗渠，再鋪設0.5的排水砂墊層，將原插板的排水面由原＋0.8標高提高至＋2.0。
　　二．排水固結法的實施
　　排水固結法的實施有兩個方面，一是加載預壓；另一是排水，即在地基中做排水通道，以縮短孔隙水滲流距離，加速地基土固結過程。
　　（一）排水方法
　　排水方法是在地基中置入排水體，以縮短土層排水距離。豎向排水體可用就地灌筑砂井、袋裝砂井、塑料排水板等做成。水平排水體一般由地基表面的砂墊層組成。當軟粘土層較薄，或土的滲透性較好而施工期又較長時，可僅在地表鋪設一定厚度的砂墊層，當加載后，土層中的孔隙水豎向流入砂墊層而排出。對于厚度大、透水性又很差的軟粘土，需同時用水平排水體和豎向排水體構成排水系統，使土層孔隙水由豎向排水體流入水平排水體。
　　一般工程應用總是綜合考慮預壓和排水兩種措施，最常用的方法是砂井預壓固結法。
　　也可以用類似的機具將石灰粉末與地基土進行攪拌形成石灰土樁。石灰與土進行離子交換和凝硬作用而使加固土硬化。初步研究表明當一般石灰用量（按重量計）為10%~12%以內時，石灰土強度隨石灰含量的增加而提高，對不排水抗剪強度為10~15kPa的軟粘土，石灰與土攪拌后的強度通常可達原土強度的10~15倍。但石灰含量超過12%后抗剪強度不再增大。無論是水泥土樁或石灰土樁都與四周原位土形成復合地基。故應采用復合地基理論進行分析。深層攪拌法用于處理比較軟弱的地基，適用的土類為淤泥、淤泥質土、粉土和含水量較高且地基承載力特征值不大于120kPa的軟粘土。
　　（二）預壓方法
　　預壓方法有堆載法、真空法、降低地下水位法等。在實際中，可單獨使用一種方法，也可將幾種方法聯合使用。堆載預壓法是工程上常用的有效方法，堆載一般用填土、砂石等散粒材料，當采用加載預壓時必須控制加載速度，制定出分級加載計劃，以防地基在預壓過程中喪失穩定性，因而所需工期較長。真空預壓法是在需要加固的軟粘土地基內設置砂井，然后在地面鋪設砂墊層，其上覆蓋不透氣的密封膜，使與大氣隔絕，通過埋設于砂墊層中的吸水管道，用真空裝置進行抽氣，將膜內空氣排出，因而在膜內產生一個負壓，促使孔隙水從砂井排出，達到固結的目的。
　　真空預壓法適用于一般軟粘土地基，但在粘土層與透水層相間的地基，抽真空時地下水會大量流入，不可能得到規定的負壓，故不宜采用此法。
　　三．加固效果分析與評價
　　為觀察并分析加固效果，在堆載區內共布設了30個沉降觀測點，10個孔隙水壓測點，埋設了孔隙水壓力計18只，地下水位觀測孔10只。圖1為預壓堆載中心地面測點實測的堆載—沉降—時間關系曲線和地基平均固結度過程曲線。其中實線為根據實測沉降資料用“三點法”推算的地基最終沉降按繪制的時間—固結度關系曲線，虛線為根據實測沉降推算的固結因子，并將塑料排水板換算成相當直徑的砂井后，推算出的塑料排水板深度范圍內地基平均固結度和排水板范圍以下土層按單向固結理論計算的固結度，推算出地基各土層平均固結度。
　　地基土中地下水位下降，則土的自重有效應力增加，促使地基土體固結。降低地下水位法最適宜于砂或砂性土地基，也適用于軟粘土層上存在砂或砂性土的情況。對于深厚的軟粘土層，為加速其固結，可設置砂井，并采用井點降低地下水位。但降低地下水位，可能引起鄰近建筑物基礎的附加沉降，對此必須引起足夠的重視。
　　結論
　　排水固結法是對天然地基，或先在地基中設置砂井(袋裝砂井或塑料排水帶)等豎向排水體，然后利用建筑物本身重量分級逐漸加載；或在建筑物建造前在場地上先行加載預壓，使土體中的孔隙水排出，逐漸固結，地基發生沉降，同時強度逐步提高的方法。該法常用于解決軟粘土地基的沉降和穩定問題，可使地基的沉降在加載預壓期間基本完成或大部分完成，使建筑物在使用期間不致產生過大的沉降和沉降差。同時，可增加地基十的抗剪強度，從而提高地基的承載力和穩定性。
　　排水固結適用于處理各類淤泥，淤泥質土及其它飽和軟粘土。對于砂土和粉土地基，因透水性良好，無需用砂井排水固結處理地基；含水平頭砂或粉砂層的飽和粘土，因為水平向透水性良好，不用砂井處理地基也可獲得良好的固結效果。對于泥炭及透水性極小的流型狀態飽和軟土，在很小的荷載作用下，地基土就出現較大的剪切蠕變，排水固結效果極差。
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