5 预压法
5.1 一般规定
5.1.1 预压法包括堆载预压法和真空预压法。预压法适用于处理淤泥质土、淤泥和冲填土等饱和粘性土地基。
5.1.2 顶压法处理地基应预先通过勘察查明土层在水平和竖直方向的分布、层理变化，查明透水层的位置、地下水类型及水源补给情况等。并应通过土工试验确定土层的光期固结压力、孔隙比与固结压力的关系、渗透系数、固结系数、三轴试验抗剪强度指标以及原位十字板抗剪强度等。
5.1.3 对重要工程，应在现场选择试验区进行预压试验，在预压过程中应进行地基竖向变形、侧向位移、孔隙水压力、地下水位等项目的监测并进行原位十字板剪切试验和室内士工试验。根据试验区获得的监测资料确定加载速率控制指标、推算土的固结系数、固结度及最终竖向变形等，分析地基处理效果，对原设计进行修正，并指导全场的设计与施工。
5.1.4 对堆载预压工程，预压荷载应分级逐渐施加，确保每级荷载下地基的稳定性，而对真空预压工程，可一次连续抽真空至最大压力。
5.1.5 对主要以变形控制的建筑，当塑料排水带或砂井等排水竖井处理深度范围和竖井底面以下受压土层经预压所完成的变形量和平均固结度符合设计要求时，方可卸载。
对主要以地基承载力或抗滑稳定性控制的建筑，当地基土经预压而增长的强度满足建筑物地基承载力或稳定性要求时，方可卸载。
5.2 设 计
（Ⅰ） 堆 载 预 压 法
5.2.1 对深厚软粘土地基，应设置塑料排水带或砂井等排水竖井。当软土层厚度不大或软土层含较多薄粉砂夹层，且固结速率能满足工期要求时，可不设置排水竖井。
5.2.2 堆载预压法处理地基的设计应包括下列内容：
1 选择塑料排水带或砂井，确定其断面尺寸、间距、排列方式和深度；
2 确定预压区范围。预压荷载大小、荷载分级、加载速率和预压时间；
3 计算地基土的固结度。强度增长。抗滑稳定性和变形。
5.2.3 排水竖井分普通砂井，袋装砂井和塑料排水带。普通砂井直径可取300～500mm，袋装砂井直径可取70～l20mm。塑料排水带的当量换算直径可按下式计算：
w （5.2.3）
式中 d——塑料排水带当量换算直径（mm）；
——塑料排水带宽度（mm）；
——塑料排水带厚度（mm）。
5.2.4 排水竖井的平面布置可采用等边三角形或正方形排列。竖井的有效排水直径与问距l的关系为：
等边三角形排列d＝1.05l
正方形排列 d＝1.13l
5.2.5 排水竖井的问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。设计时，竖井的间距可按井径n比选用（n为竖井直径，对塑料排水带可取d）。塑料排水带或袋装砂井的问距可按＝15～22选用，普通砂井的间距可按n＝6～8选用。
5.2.6 排水竖井的深度应根据建筑物对地基的稳定性、变形要求和工期确定。
对以地基抗滑稳定性控制的工程，竖井深度至少应超过最危险滑动面2.0m。
对以变形控制的建筑，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。竖井宜穿透受压土层。
5.2.7 一级或多级等速加载条件下，当固结时间为时，对应总荷载的地基平均固结度可按下式计算：
（5.2.7）
式中 式中 U—— t时间地基的平均固结度；
——第i级荷载的加载速率（kpa/d）；
——各级荷载的累加值（kPa）；
，T——分别为第i级荷载加载的起始和终止时间（从零点起算）（d），当计算第级荷载加载过程中某时间的固结度时，T改为；
，——参数，根据地基土排水固结条件按表5.2.7采用。对竖井地基，表中所列为不考虑涂抹和井阻影响的参数值。
表5.2.7 ，值
参数 竖向排水
固结
＞30% 向内径向排水固结 竖向和向内径向排水固结（竖井穿透受压土层） 说 明
1
——土的径向排水固结系数（cm2/s）
——土的竖向排水固结系数（cm2/s）
——土层竖向排水距离（cm）
——双面排水层或固结应力均匀分布的单面排水土层平均固结度
5.2.8 当排水竖井采用挤土方式施工时，应考虑涂抹对土体固结的影响。当竖井的纵向通水量 与天然土层水平向渗透系数的比值较小，且长度又较长时，尚应考虑井阻影响。瞬时加载条件下，考虑涂抹和井阻影响时，竖井地基径向排水平均固结度可按下式计算：
（5.2.8-1）
（5.2.8-2）
≥15 （5.2.8-3）
排水固结
条件
（5.2.8-4）
（5.2.8-5）
式中 U——固结时间，时竖井地基径向排水平均固结度；
——天然上层水平向渗透系数（cm/s）；
——涂抹区土的水平向渗透系数，可取=（1/5～1/3）（cm/s）；
——涂抹区直径与竖井直径的比值，可取＝2.0～3.0，对中等灵敏粘性土取低值，对高灵敏粘性土取高值；
——竖井深度（cm）；
—— 井纵向通水量，为单位水力梯度下单位时间的排水量（cm3/s）；
一级或多级等速加荷条件下，考虑涂抹和井阻影响时竖井穿透受压土层地基之平均固结度可按式（5.2.7）计算；其中 ， 。
5.2.9 对排水竖井未穿透受压土层之地基，应分别计算竖井范围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，通过预压使该两部分固结度和所完成的变形量满足设计要求。
5.2.10 预压荷载大小应根据设计要求确定。对于沉降有严格限制的建筑，应采用超载预压法处理，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，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。
预压荷载顶面的范围应等于或大于建筑物基础外缘所包围的范围。
加载速率应根据地基土的强度确定。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，可一次性加载，否则应分级逐渐加载，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方可加载。
5.2.11 计算预压荷载下饱和粘性土地基中某点的抗剪强度时，应考虑土体原未的固结状态，对正常固结饱和粘性土地基，某点某一时间的抗剪强度可按下式计算：
（5.2.11）
式中 ——t时刻，该点土的抗剪强度（kPa）；
——地基土的天然抗剪强度（kPa）；
——预压荷载引起的该点的附加竖向应力（kPa）；
——该点土的固结度；
——三轴固结不排水压缩试验求得的土的内摩擦角（°）；
5.2.12 预压荷载下地基的最终竖向变形量可按下式计算：
noae （5.2.12）
式中 ——最终竖向变形量（m）；
——第i层中点土自重应力所对应的孔隙比，由室内固结试验曲线查得；
——第层中点土自重应力与附加应力之和所对应的孔隙比，由室内固结试验曲线查得；
——第i层土层厚度（m）；
——经验系数，对正常固结饱和粘性土地基可取=1.1～1.4。荷载较大、地基土较软弱时取较大值，否则取较小值。
变形计算时，可取附加应力与土自重应力的比值为0.1的深度作为受压层的计算深度。
5.2.13 预压法处理地基必须在地表铺设与排水竖井相连的砂垫层，砂垫层厚度不应小于500mm。砂垫层砂料宜用中粗砂，粘粒含量不宜大于3%，砂料中可混有少量粒径小于50mm的砾石。砂垫层的干密度应大于1.5g/cm3，其渗透系数宜大于1×10-2cm/s。在预压区边缘应设置排水沟，在预压区内宜设置与砂垫层相连的排水盲沟。
5.2.14 砂井的砂料应选用中粗砂，其粘粒含量不应大于3%。
（Ⅱ） 真 空 预 压 法
5.2.15 真空预压法处理地基必须设置排水竖井。设计内容包括：竖井断面尺寸、间距、排列方式和深度的选择；预压区面积和分块大小；真空预压工艺；要求达到的真空度和土层的固结度；真空预压和建筑物荷载下地基的变形计算；真空预压后地基土的强度增长计算等。
5.2.16 排水竖井的间距可按本规范第5.2.5条选用。
砂井的砂料应选用中粗砂，其渗透系数应大于1×10-2cm/s。
5.2.17 真空预压区边缘应大于建筑物基础轮廓线，每边增加量不得小于3.0m。每块预压面积宜尽可能大且呈方形。
5.2.18 真空预压的膜下真空度应稳定地保持在650mmHg以上，且应均匀分布，竖井深度范围内土层的平均固结度应大于90%。
5.2.19 当建筑物的荷载超过真空预压的压力，且建筑物对地基变形有严格要求时，可采用真空-堆载联合预压法，其总压力宜超过建筑物的荷载。
5.2.20 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时，应采取有效措施隔断透气层或透水层。
5.2.21 真空预压地基最终竖向变形可按本规范第5.2.12条计算，其中蓬可取0.8～0.9真空-堆载联合预压法以真空预压为主时，可取0.9。
5.2.22 真空预压所需抽真空设备的数量，可按加固面积的大小和形状、土层结构特点，以一套设备可抽真空的面积为1000～1500m2确定。
5.3 施 工
（Ⅰ） 堆 载 预 压 法
5.3.1 塑料排水带的性能指标必须符合设计要求。塑料排水带在现场应妥加保护，防止阳光照射、破损或污染，破损或污染的塑料排水带不得在工程中使用。
5.3.2 砂井的灌砂量，应按井孔的体积和砂在中密状态时的干密度计算，其实际灌砂量不得小于计算值的95%。
灌入砂袋中的砂宜用于砂，并应灌制密实。
5.3.3 塑料排水带和袋装砂井施工时，宜配置能检测其深度的设备。
5.3.4 塑料排水带施工所用套管应保证插入地基中的带子不扭曲。塑料排水带需接长时，应采用滤膜内芯带平搭接的连接方法，搭接长度宜大于200mm。袋装砂井施工所用套管内径宜略大于砂井直径。
塑料排水带和袋装砂井施工时，平面井距偏差不应大于井径，垂直度偏差不应大于1.5%，深度不得小于设计要求。
塑料排水带和袋装砂井砂袋埋入砂垫层中的长度不应小于500mm。
5.3.5 对堆载预压工程，在加载过程中应进行竖向变形、边桩水平位移及孔隙水压力等项目的监测，且根据监测资料控制加载速率。对竖井地基，最大竖向变形量每天不应超过15mm，对天然地基，最大竖向变形量每天不应超过10mm；边桩水平位移每天不应超过5mm，并且应根据上述观察资料综合分析、判断地基的稳定性。
（Ⅱ） 真 空 预 压 洁
5.3.6 真空预压的抽气设备宜采用射流真空泵，空抽时必须达到95kPa以上的真空吸力，真空泵的设置应根据预压面积大小和形状、真空泵效率和工程经验确定，们每块预压区至少应设置两台真空泵。
5.3.7 真空管路的连接应严格密封，在真空管路中应设置止回阀和截门。
水平向分布滤水管可采用条状，梳齿状及羽毛状等形式，滤水管布置宜形成回路。滤水管应设在砂垫层中，其上覆盖厚度100～200mm的砂层。滤水管可采用钢管或塑料管，外包尼龙纱或土工织物等滤水材料。
5.3.8 密封膜应采用抗老化性能好、韧性好、抗穿刺性能强的不透气材料。密封膜热合时宜采用双热合缝的平搭接，搭接宽度应大于15mm。
密封膜宜铺设三层，膜周边可采用挖沟埋膜、平铺并用粘上覆盖压边、围捻沟内及膜上覆水等方法进行密封。
5.3.9 采用真空-堆载联合预压时，先进行抽真空，当真空压力达到设计要求并稳定后，再进行堆载，并继续抽气，堆载时需在膜上铺设土工编织布等保护材料。
5.4 质 量 检 验
5.4.1 施工过程质量检验和监测应包括以下内容：
1 塑料排水带必须在现场随机抽样送往实验室进行性能指标的测试，其性能指标包括纵向通水量、复合体抗拉强度、滤膜抗拉强度、滤膜渗透系数和等效孔径等。
2 对不同未源的砂井和砂垫层砂料，必须取样进行颗粒分析和渗透性试验。
3 对于以抗滑稳定控制的重要工程，应在预压区内选择代表性地点预留孔位，在加载不同阶段进行原位十字板剪切试验和取土进行室内土工试验。
4 对预压工程，应进行地基竖向变形，侧向位移和孔隙水压力等项目的监测。
5 真空预压工程除应进行地基变形、孔隙水压力的监测外，尚应进行膜下真空度和地下水位的量测。
5.4.2 预压法竣工验收检验应符合下列规定：
1 排水竖并处理深度范围内和竖井底面以下受压土层，经预压所完成的竖向变形和平均固结度应满足设计要求。
2 应对预压的地基土进行原位十字板剪切试验和室内土工试验。必要时，尚应进行现场载荷试验，试验数量不应少于3点。
