[科普中国]-砂渗排水

渗排水适用于无自流排水条件、防水要求较高且有抗渗要求的地下工程。砂渗排水是指选择渗排水的材料时，选择砂作为作为过滤层，粗砂过滤层总厚度宜为300mm，过滤层与基坑土层接触处用厚度为100mm～150mm、粒径为5mm～10mm的石子铺填。

简介渗排水是采用疏导的方法，将地下水有组织地经过排水系统排走，以削弱水对地下结构的压力，减小水对结构的渗透作用，从而辅助地下工程达到防水目的。砂渗排水是指采用砂作为过滤层达到防渗和排水目的。砂宜采用中粗砂。砂石必须洁净，含泥量不应大于2%。渗排水层总厚度一般不应小于300mm。如较厚时，则应分层铺填，每层厚度不得超过300mm，凡与基坑土层接触处，宜采用5～15mm的豆石或粗砂作滤水层，滤水层厚度一般为100～150mm。粗砂过滤层总厚度宜为300mm，如较厚时应分层铺填。过滤层与基坑土层接触处，应用厚度为100～150mm、粒径为5～10mm的石子铺填；过滤层顶面与结构底面之间，宜干铺一层卷材或30～50mm厚的1:3水泥砂浆作隔浆层。

反滤层反滤层是水工建筑物渗流控制的关键措施之一，经过近一个世纪的广泛应用，设计准则不断完善，渗流控制理论从以防渗为主的理念发展为防渗排渗和反滤层三结合的原理，从此，土石坝的结构型式有了质的变化，均质坝型改变为混合型，坝体分为防渗体和支撑体两大部分，防渗和排渗相结合，反滤层在中间起过渡作用，从此土石坝采用当地材料坝的优势更明显1。反滤层设计方法的特点，①由均匀无黏性土扩大到各种类型的土；②考虑了土的渗透稳定性，不仅研究了流土破坏型的土，而且研究了管涌破坏型的土。在渗透稳定性方面，以颗粒组成的几何稳定为基础，同时考虑了被保护土承受的水力比降。通过试验研究，认识到被保护土的控制粒径出现的概率不再是早期单一的固定值，而是随土的颗粒级配曲线形状变化。从被保护土的控制粒径而言，太沙基方法为单点法。反滤层必须满足下列条件：（1）被保护土层不发生渗透变形，反滤层某一颗粒不应穿过相邻的粒径较大层的孔隙，反滤料本身应为非管涌材料。（2）每一层内的颗粒不应发生移动。（3）允许颗粒含量低于5 %的小于0. 1mm 粒径的小颗粒被渗流带走，不影响土骨架稳定，但不得堵塞反滤层孔隙。（4）组成反滤层的砂石颗粒应具有耐久性，不会因冻融过程、生物及化学物质的侵蚀而改变反滤层的性质。（5）组成反滤层的砂石颗粒应是清洁的无粘性颗粒，不得含有杂草等易腐烂的物质而导致滤层堵塞。

砂垫层粗砂是粒径大于0.5mm的颗粒含量超过全部质量50%，且粒径大于2mm的颗粒含量不超过全部质量25%的土。砂垫层是置换建筑物基础底面下软弱土层的砂层。能满 足建筑物地基的强度和变形要求。其厚度根据作用 在其底面处的土自重应力和附加应力之和不大于软 弱土层容许承载力的原则确定，一般厚度不大于 3m，亦不小于0.5m。其宽度既要满足应力扩散要 求，又要考虑垫层侧面土的容许承载力。如宽度不 足，它可能被挤入四周的软弱土层中，沉降增大。 重要建筑物还要验算基础沉降。施工时用中、粗 砂，以振动、夯实或碾压方法使其密实，要控制虚 铺厚度 (150～300mm)、最优含水量 (8%～20%) 和达到设计密实度。它具有提高地基承载力、减少地基沉降量、加速软弱土层的排水固结、防止地基冻胀、消除膨胀土的胀缩等作用。按照地基排水速率等于砂垫层排水速率的原则得到了各种断面砂垫层的厚度需求公式。砂垫层厚度取决于砂垫层断面形式、路基宽度（盲沟间距）、最大固结沉降速率（取决于加载计划等）、砂垫层渗透系数、砂垫层容许水头等因素。砂垫层断面形式或参数不同，砂垫层水头曲线不同。砂垫层最大水头和排水速率相同时，半凹透镜断面砂垫层相对矩形断面砂垫层和半凸透镜断面砂垫层用砂量小，应优先采用半凹透镜断面砂垫层。砂垫层厚度越小，砂垫层水头越高为了避免砂垫层水头过高而影响加固效果，砂垫层厚度不能太小。

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胡建平 - 副教授 - 西北工业大学