d q 该点土的抗剪强度（kPa） 该罐区的土层分布为 变形要求和工期确定 它与排水带深度 分两级等速加载 h90 预压效果越好 e 的比值较小 /d 不设置砂井 ——涂抹区土的水平向渗透系数 应考虑土体原来的固结状态 ——t时刻 cm e 5.2.18 式中 e 由表可见 虽然许多文献都提供了不同的建议值 ——第i层土层厚度（m） 5.2.34 并随着孔隙水压力的逐渐消散而使有效应力逐渐增加 U 5.2.2 考虑涂抹和井阻影响时 3 当堆载较大时 塑料排水带或袋装砂井的间距可按n＝15～22选用 它不同于实验室按一定实验标准测定的通水量值 5.2.10 h90 按每套设备可加固地基1000m 对正常固结饱和黏性土地基 经验系数ξ尚缺少资料 的比值大小和竖井深度等 3 式中 对塑料排水带来说 某点某一时间的抗剪强度可按下式计算 二者的加固效果可以叠加 5.2.16 关于d 抽气两个月 预压初期土层固结较快 对堆载预压工程 2 可按式（5.2.12）计算 ——塑料排水带当量换算直径（mm） 应待前期预压荷载下地基的承载力增长满足下一级荷载下地基的稳定性要求时 可按地区经验确定 且应均匀分布 ——竖井纵向通水量 5.2.8条和5.2.11条计算 2 p ＝40/10＝4kPa/d w 预压区面积和分块大小 愈小 s cm/s和1×10 竖井地基径向排水平均固结度可按下列公式计算 h （5.2.8 且预压时间不宜低于90d 有机质土或高塑性黏性土土层 从实测s-t曲线推算的β 预压地基大部分为软土地基 预压荷载下地基最终竖向变形量的计算可取附加应力与土自重应力的比值为0.1的深度作为压缩层的计算深度 d 上部堆载施工宜在真空预压膜下真空度稳定地达到86.7kPa（650mmHg）且抽真空时间不少于10d后进行 的关系曲线见图5 U 方可增加堆载 ＝70mm和100mm两种 5.2.28 袋装砂井纵向通水量 ＝c 抽真空土中m点大气压力逐渐降低至p 应根据建筑物对地基的稳定性 竖井宜穿透受压土层 式中 ——最终竖向变形量（m） 现场检测的变形速率应有明显变缓趋势才能卸载 土层的固结速率也是不同的 如图3所示 cm/s 设 -7 不同井径比和不同q i 5.2.21 对以地基抗滑稳定性控制的工程 在预压区内宜设置与砂垫层相连的排水盲沟 ＝1.05 ——固结时间t时竖井地基径向排水平均固结度 m 对于竖井深度L＝30m 当竖井的纵向通水量q 井阻时间因子T w 预压处理地基应在地表铺设与排水竖井相连的砂垫层 显然 ＝0.9时之固结时间因子 水平向渗透系数k -3 -1） 真空预压加固卸载标准可按下列要求确定 Σ△p——各级荷载的累加值（kPa） 但不应进入下卧透水层 U w 不同比值q 5.2.7 某工程淤泥质黏土的室内试验结果 间距 比值时 i-1 oi 5.2.26 h 对深厚受压土层 r w 从表10可看出罐区土层的β值较大 它综合反映了土层的固结速率 由室内固结试验e-p曲线查得 -5） 5.2.19 v 已知 2 其加固效果不如中部 p s ＋△σ 由室内固结试验e-p曲线查得 为地基土的天然抗剪强度 而且无需先计算瞬时加载条件下的固结度 每块预压面积应尽可能大且呈方形 ） h90 L——竖井深度（cm） 应采取有效措施隔断透气层或透水层 5.2.20 （cm/s） 分级数应根据地基土稳定计算确定 由于真空度会向外部扩散 Ⅱ 间距l＝1.4m 地基为淤泥质黏土层 考虑涂抹和井阻影响时竖井穿透受压土层地基的平均固结度可按式（5.2.7）计算 ＝0.9为标准 等值 （m 2 h -βt d 但至今还没有结论性的研究成果 砂料渗透系数k 表11 ＝τ /s 一级或多级等速加载条件下 r 则可求得不同竖井深度 如不满足应分级逐渐加载 3 △σ 真空预压的效果和膜内真空度大小关系很大 并应符合下列规定 形状和土层结构特点 目前真空-堆载联合预压的工程 为砂料渗透系数 ——分别为第i级荷载加载的起始和终止时间（从零点起算）（d） 5.2.28 预压荷载大小 t（d） v w 为竖井施工套管横截面积当量直径 预压荷载总压力p＝100kPa 选择塑料排水带或砂井 式中a 对中等灵敏黏性土取低值 s 应尽可能加深竖井深度 5.2.6 w ＋F 5.2.14 w 它们的值相近 图4反映了这两个因素对土层固结时间因子的影响 ——竖井的有效排水直径 无经验时对正常固结饱和黏性土地基可取ξ＝1.1～1.4 由图可见 2 稳定性和变形 （i） 设计中如何选用产品的纵向通水量是工程上所关心而又很复杂的问题 h 地基为淤泥质黏土层 cm/s U 时 竖井直径d 由于土被扰动的程度不同 排水带实际工作状态和工期要求等很多因素有关 的比值 （r）/T σ3 w 5.2.6 5.2.31 tanφ 真空预压固结度和地基强度增长的计算可按本规范第5.2.7条 /d 对深厚软黏土地基 当设计地基预压荷载大于80kPa 预压荷载大小应根据设计要求确定 000m ＝k 1 cm/s 并宜使预压荷载下受压土层各点的有效竖向应力大于建筑物荷载引起的相应点的附加应力 n 孔隙水压力降低 砂井的砂料应选用中粗砂 h 预压期间完成的固结变形量小 Ⅰ 不增加总应力条件下增加土体有效应力 塑料排水带或袋装砂井之井径比取15～22 可应用于考虑井阻及涂抹作用的径向平均固结度计算 大气压力p 关于塑料排水带的通水量问题还有待进一步研究和在实际工程中积累更多的经验 其设计应包括下列内容 在预压荷载下其强度增长是不同的 本规范暂未能提出具体预计方法 5.2.17 r 对砂井 真空度在砂井内的传递与井料的颗粒组成和渗透性有关 次固结变形大小和土的性质有关 s 砂垫层应符合下列规定 第二级荷载的加荷速率 10m长的袋装砂井真空度降低约10％ h 对真空预压工程 /k /k 根据多项工程实测资料推算 土层径向排水平均固结度 w ft 如以竖井地基径向平均固结度达到 对应总荷载的地基平均固结度可按下式计算 对不同固结状态的土 000m 超载量大小应根据预压时间内要求完成的变形量通过计算确定 cu 受压土层平均固结度包括两部分 p ＝1/5×k 1 应设置塑料排水带或砂井等排水竖井 f0 使竖井范围土层固结度比实际降低而影响稳定分析结果 对高灵敏黏性土取高值 （5.2.8 5.2.30 虽然考虑井阻影响后 w 而且公式适用于多种排水条件 求 （i）的比值 2 ·A 2 3 表中所列β为不考虑涂抹和井阻影响的参数值 w l＝1.05×1.4＝1.47m e -7 真空和堆载联合预压 φ 5.2 如台州电厂煤场砂井地基β值为0.0207（1/d） h90（i） 可不设置排水竖井 与天然土层水平向渗透系数k U 荷载较大或地基软弱土层厚度大时应取较大值 其纵向通水量可按下式计算 h 不宜按整个受压土层平均计算 ——第i层中点土自重应力所对应的孔隙比 考虑到其对变形的减少作用 因此 真空预压区边缘应大于建筑物基础轮廓线 对塑料排水带可取d m点的深度为地面下h 为了使预压区加固效果比较均匀 如以T 5.2.29 呈“千层糕”状构造 h /k τ c ）和理想井条件（F＝F 可采用超载预压法处理 竖井的间距可按井径比n选用（n＝d 如表11所示 同时 加载速率应根据地基土的强度确定 e 设 确定预压区范围 则受压土层的总变形由瞬时变 强度增长 作为具体算例 当等边三角形排列时 与天然土层水平渗透系数k 真空预压后的地基承载力增长计算 147-2-2009推荐的ξ的经验值 ——预压荷载引起的该点的附加竖向应力（kPa） s 表10为上海石化总厂天然地基上10 考虑井阻影响时的时间因子T f 真空预压是逐渐降低土体的孔隙水压力 表15为天津新港现场预压试验的实测结果 堆载预压 井径比n＝20 τ 5.2.1 2 要求达到的真空度和土层的固结度 变形要求和工期确定 排水竖井的间距可按本规范第5.2.5条确定 5.2 如真空度不高 则 /k 5 袋装砂井为等边三角形排列 当天然地基土的强度满足预压荷载下地基的稳定性要求时 s w 涂抹对土层固结速率影响显著 真空和堆载联合预压加固 砂井打穿受压土层 m 加上砂井井阻影响 可不设置排水竖井 堆载预压 ——t时间基地的平均固结度 但研究结果表明 既抽真空降低孔隙水压力 对袋装砂井 真空预压地基加固面积较大时 ＝1.8×10 对逐渐加载条件下竖井地基平均固结度的计算 为了减小真空度沿深度的损失 当软土层较厚 工程上所选用的通过实验测定的产品通水量应比理论通水量高 算例 且固结速率能满足工期要求时 又通过堆载增加总应力 如不考虑涂抹仅考虑井阻影响 t时间的固结度为U 在真空预压区边缘 ξ可按当地经验取值 因而可得到竖井所需要的通水量q 竖井范围与竖井底面以下土层的固结度和相应的固结变形应分别计算 li 的比值 砂井底部为不透水层 5.2.29 其黏粒含量不应大于3％ 对以变形控制的建筑工程 ＝k 真空预压施工工艺 （5.2.8 排水竖井分普通砂井 本规范采用的是改进的高木俊介法 5.2.33 r 2 宜选用较大的直径和较高的砂料渗透系数 3 当正方形排列时 h ＝70mm 根据砂井的有效排水圆柱体直径d 泥炭土 并经工程试验验证 分两级等速加载 ＝2×10 对于高含水量的淤泥类土 -2） 径井比n＝d 砂料中可含有少量粒径不大于50mm的砾石 （5.2.7） 分级加载时 ξ——经验系数 t u ——地基土的天然抗剪强度（kPa） 5.2.13 ＋△σ 3 （s）为不考虑井阻仅考虑涂抹影响时 000m 其固结度不宜少于90％ 排水竖井的深度 h 均取得良好的处理效果 故仍按真空预压的参数推算 固结度计算 竖井宜穿透受压土层 ＝1.8×10 形和主固结变形两部分组成 三向修正是不重要的 w 这种土层通常具有良好的透水性 w 竖井深度应大于最危险滑动面以下2.0m 开始时抽真空使土中孔隙水压力降低有效应力增大 符合有效应力原理 排水竖井的间距可根据地基土的固结特性和预定时间内所要求达到的固结度确定 砂井打穿受压土层 由图可知 瞬时加载条件下 n 取s＝2 真空预压地基加固可根据加固面积的大小 再根据逐渐加载条件进行修正 cu 其中 加荷开始后120d受压土层之平均固结度（不考虑竖井井阻和涂抹影响） 土的有效重度γ＇ 真空预压 真空预压所需的固结度宜大于85％～90％ 即F＝F 径向排水固结时间因子T 5.2.19 真空和堆载联合预压时地基固结度和地基承载力增长可按本规第5.2.7条 现以瞬间加荷为例 主固结变形和次固结变形三部分 则可得到相应的q w 竖井深度应根据在限定的预压时间内需完成的变形量确定 在抽真空过程中将产生向内的侧向变形 荷载分级 /4 这也是真空预压应达到的基本真空度 地表约4m的粉质黏土（“硬壳层”）其下为含粉砂薄层的淤泥质黏土 土层之径向排水平均固结度仍较大 s——涂抹区直径d （5.2.3） -2 袋装砂井直径d 改为t 的计算式可见 和k 对以变形控制的建筑 对于塑料排水带的当量换算直径d 预压荷载顶面的范围应不小于建筑物基础外缘的范围 5.2.22 故在规范中推荐使用 ＋F e 因而影响土层的固结速率 在施工能力可能时 6 cm/s时 堆载预压处理地基设计的平均固结度不宜低于90％ n 对涂抹区土的渗透系数 为单位水力梯度下单位时间的排水量（cm 这是因为抽真空时 正常固结黏性土地基的ξ值 愈靠近竖井 且以地基抗滑稳定性控制的工程 h90 表12 按单向压缩分层总和法计算固结变形后尚应乘1.1～1.4的经验系数ξ以反映地基向外侧向变形的影响 砂垫层的干密度应大于1.5t/m h 1 第5.2.8条和第5.2.11条计算 T cm/s 即竖井在实际工作状态下应具有的纵向通水量值 地基变形计算仅考虑固结变形 -6 表13 表5.2.7 有的文献取d -3） 对不同深度的竖井地基 井阻大小取决于竖井深度和竖井纵向通水量q 的比值 r 式（5.2.3）是著名学者Hansbo提出的 h 根据我国的工程实践 cm/s h90（i） 式中 水平方向增加了一个向负压源的压力△ 1 袋装砂井直径宜为70mm～120mm 真空预压地基最终竖向变形可按本规范第5.2.12条计算 真空预压和建筑物荷载下地基的变形计算 2 深度H＝20m 5.2.21 卸载时间除需满足以上标准外 经验系数ξ考虑了瞬时变形和其他影响因素 ——该点土的固结度 塑料排水带的当量换算直径可按下式计算 （r）与理想井时间因子T 计 τ ＝1×10 土层径向排水平均固结度随深度而减小 f 式中 应考虑涂抹对土体固结的影响 当计算第i级荷载加载过程中某时间t的固结度时 5.2.17 w 分析确定 可取s＝2.0～3.0 d 对工后沉降有特殊要求时 s 待前期预压荷载下地基土的强度增长满足下一级荷载下地基的稳定性要求时 t 如下 涂抹影响应予考虑 Ⅲ 特别是当q 表14 表10 堆载预压地基处理的设计应包括下列内容 1×10 确定其断面尺寸 b——塑料排水带宽度（mm） 由于超固结土和欠固结土强度增长缺乏实测资料 而是两者合并计算出修正后的平均固结度 Ⅰ ξ可按当地经验取值 此外 -3 ）之固结时间因子T m 在固结度计算中 且长度较长时 ·U ·πd 井阻对土层固结速率的影响 试验油罐经148d充水预压的实测和推算结果 计 h s l 砂井底部为不透水层 尚应考虑井阻影响 考虑井阻影响（F＝F 饱和软黏土根据其天然固结状态可分成正常固结土 h90 1 交通部第一航务工程局曾在现场做过试验 h90 5.2.8 袋装砂井直径d 当井料的渗透系数k＝1×10 σ1 堆载引起m点的总应力增量为△ 实测地面沉降速率连续5d～10d平均沉降量小于或等于2mm/d 对涂抹区直径d ＝d 计算 在深度30m处 k 一级或多级等速加荷条件下 （i）的比值列于表12 ＝0.2×10 对竖井未穿透受压土层的地基 -8 间距l＝1.4m ——天然土层水平向渗透系数（cm/s） 每边增加量不得小于3.0m 图5 宜采取分区加固 w 由于井壁涂抹及对周围土的扰动而使土的渗透系数降低 以及通过预压完成的变形量均应满足设计要求 （5.2.8 真空预压处理地基必须设置塑料排水带或砂井 由于地基将产生体积不变的向外的侧向变形而引起相应的竖向变形 预压荷载下地基的变形包括瞬时变形 当软土层厚度较小或软土层中含较多薄粉砂夹层 而上海炼油厂油罐天然地基β值为0.0248（1/d） 5.2.32 f0 cm/s 真空预压 排列方式和深度 预计固结较快 图中T Hansbo（1981）公式计算之径向排水平均固结度 袋装砂井为等边三角形排列 k a a 5.2.4 真空预压处理地基应设置排水竖井 ～40 ·U 处理效果将受到较大影响 在预压区边缘应设置排水沟 其渗透系数应大于1×10 h d 第一级荷载的加荷速率 f0 真空和堆载联合预压最终竖向变形可按本规范第5.2.12条计算 /k 5.2.7知 cm/s 土层在深度z＝1m和30m处根据Hansbo（1981）公式计算之径向排水平均固结度 /k 比值T 正负孔隙水压力的叠加 5.2.24 1 ＝c 将堆载预压的经验系数适当减小 ） h w 计算预压荷载下饱和黏性土地基中某点的抗剪强度时 ＝1.13 砂垫层砂料宜用中粗砂 无当地经验时 （r）/T 所以 应根据地基土的固结特性 k 当砂井深度超过10m时 β值与土的固结系数 根据《真空预压加固软土地基技术规程》JTS 5.2.15 分区面积宜为20 计算或由原位十字板剪切试验测定 2 和涂抹区土的水平向渗透系数k 较大时 对竖井地基 z 排列方式和深度 对以变形控制的工程 该式可用于竖井地基有效固结压力法稳定分析 对于沉降有严格限制的建筑 天然土层和涂抹后土渗透系数 w （5.2.12） β——参数 ＝1－ae 5.2.9 取井径比n＝20 预压荷载大小 Ⅲ 真空预压的膜下真空度应符合设计要求 5.2.9 厚度不应小于500mm 达不到处理目的 ——三轴固结不排水压缩试验求得的土的内摩擦角（°） 在预压过程中 深度H＝20m 超固结土和欠固结土 ＝τ f0 普通砂井直径宜为300mm～500mm 土层的平均固结度普遍表达式 袋装砂井直径d z 并不小于3.0m 5.2.27 沉降要求严格时取高值 排水竖井的深度应符合下列规定 5.2.12 但井阻影响程度取决于竖井的纵向通水量q 涂抹对土层固结速率的影响大小取决于涂抹区直径d δ——塑料排水带厚度（mm） h 与天然土层水平向渗透系数k h 竖井间距的选择 根据天津的资料 设计时 已知 排水距离等有关 真空预压的膜下真空度应稳定地保持在86.7kPa（650mmHg）以上 正常固结黏性土地基的ξ值列于表14 且掩盖了竖井底面以下土层固结缓慢 对照砂井地基 变形仅几个毫米 2 /s T 本规范所采用的强度计算公式已在工程上得到广泛的应用 h 固结系数c 从表的计算结果看 负孔隙水压力绝对值之和 4 为竖井直径 β为和排水条件有关的参数 -2 图4 5.2.22 竖井范围土层平均固结度与竖井底面以下土层的平均固结度相差较大 h90 真空度越大 ～1500m ——第i层中点土自重应力与附加应力之和所对应的孔隙比 否则难以奏效 U 计算 表16 h 对于正常固结或稍超固结土地基 3 a＝ 按整个受压土层平均 （5.2.11） 主固结变形工程上通常采用单向压缩分层总和法计算 ＝-△ （5.2.4-1） 间距 经不长时间（7d～10d）在土体保持稳定的情况下堆载 该法模拟了压应力作用下土体排水固结引起的强度增长 h 5.2.1 e 5.2.25 真空预压加固软土地基应进行施工监控和加固效果检测 /s） ft 预定时间内所要求达到的固结度以及施工影响等通过计算 受压土层厚20m 建筑物使用以后剩余沉降持续时间长等实际情况 r 4 ≤1.1作为可不考虑井阻影响的标准 加载速率和预压时间 普通砂井的间距可按n＝6～8选用 w 相应的q w 5.2.12 当排水竖井采用挤土方式施工时 与天然土层水平向渗透系数是k k i 且进行真空预压处理地基不能满足设计要求时可采用真空和堆载联合预压地基处理 确定设备数量 5.2.23 -2 i 表15 真空和堆载联合预压 并与抽真空产生的负孔隙水压力叠加 τ s r 袋装砂井和塑料排水带 缩短工期是很有利的 w 方可加载 求 t 5.2.16 5.2.5 5.2.7 则与实际固结度沿深度的分布不符 图3 对正常固结饱和黏性土 h90 预压荷载总压力p＝100kPa w 固结度达90％左右 这只有当荷载面积的宽度或直径大于受压土层的厚度时才较符合计算条件 对于表层存在良好的透气层或在处理范围内有充足水源补给的透水层 加载开始后120d受压土层之平均固结度 砂井的砂料应选用中粗砂 对受压土层深厚 而不模拟剪缩作用引起的强度增长 此即为涂抹影响 5.2.11 次固结变形较显著 s 排水竖井深度范围内土层的平均固结度应大于90％ 否则应对变形计算值进行修正以考虑三向压缩的效应 s t 加固时间不少于90d （5） 取1.0～1.3 值 /k -7 排水盲沟的间距不宜大于20m 可取k 5.2.3 而其他土则所占比例不大 ξ可取1.0～1.3 Ⅱ 国内工程上也普遍采用 预压区面积大小影晌 土层渗透系数是k 真空和堆载联合预压应采用分级加载 当固结时间为t时 根据国内许多工程经验 -4） q 径向排水平均固结度和向上竖向排水平均固结度 s 需通过塑料排水带排出的水 5.2.25 φcu 根据建筑物对地基的稳定性 式中 土中任意点（m）有效应力-孔隙水压力随时间转换关系 如若将固结度按整个受压土层平均 如忽略次固结变形 列于表13中 大小还有待进一步积累资料 a和β值 对土中任一点m的应力转化加以说明 如图3所示 地基未作处理 满足卸载标准时方可卸载 β由表 ＝（1/5～1/3）k 范围 算例 加载速率应符合下列规定 e 对砂井砂料应有更高的要求 ft h90 这对加速土层固结 5.2.3 式中τ U 地下水位假定与地面齐平 转化的有效应力为消散的正 其中 （r）和T ξ可取1.0～1.3 竖井采用挤土方式施工时 预压期间所完成的固结变形量也因之相差较大 n tan ＝（2～3）d w cm/s 2 可一次性加载 cm 5.2.11 对于堆载预压工程的卸载时间应从安全性考虑 由反映井阻影响的参数F 理论值 5.2.8 渗透系数应大于1×10 堆载体的坡肩线宜与真空预压边线一致 竖井范围内土层的平均固结度和竖井底面以下受压土层的平均固结度 5.2.5 竖向排水通道的深度不应小于最危险滑动面下2.0m 使土体产生正孔隙水压力 没有考虑荷载施加后的次固结变形 由计算点土的自重应力和三轴固结不排水试验指标φ 因此 z 排水竖井可采用等边三角形或正方形排列的平面布置 沉降-时间曲线达到收敛 3 l——竖井的间距 计算堆载荷载作用下地基土的固结度 膜内真空度一般都能达到86.7kPa（650mmHg）以上 U （3） 5.2.34 根据地基土排水固结条件按表5.2.7采用 图6 （4） （5.2.8 w 竖井很长的情况 经148d充水预压后 量较大 cu 同时 因此 普通砂井之井径比取6～8 2 上部堆载施工宜在真空预压膜下真空度稳定地达到86.7kPa（650mmHg）且抽真空20d～30d后可进行 （r）与理想井时间因子T （5.2.4-2） -7 当采用真空-堆载联合预压时 w -2 1 ——第i级荷载的加载速率（kPa/d） 当竖井底面以下受压土层较厚时 ＝70mm 涂抹对土层固结速率的影响 还需通过计算剩余沉降量来确定卸载时间 无当地经验时 真空预压竖向排水通道宜穿透软土层 水重度γ ＝1×10 r 2 ＝60/10＝6kPa/d d 1 且宜穿透主要受压土层 ＝1.47/0.07＝21 5×10 w 而堆载预压是增加土体总应力和孔隙水压力 不同时间土中m点总应力和有效应力如表16所示 其中a 竖井深度应根据在限定的预压时间内需完成的变形量确定 U 对排水竖井未穿透受压土层的情况 预压区应大于建筑物基础轮廓线 涂抹区土的渗透系数k 本条中提出对含较多薄粉砂夹层的软土层 s T 真空预压效果与预压区面积大小及长宽比等有关 按公式（5.2.7）计算 且应在现场监测的变形速率明显变缓时方可卸载 它可直接用十字板剪切试验结果来检验计算值的准确性 而塑料排水带的工作状态相对较好 q 式中 仍可按单向压缩计算 l 竖井断面尺寸 w ＝1.05 ＝0.86 该公式理论上是精确解 与q 黏粒含量不应大于3％ 对于一般软黏土 加载过程