Все существующие расчеты оснований с вертикальными дренами базируются на теории фильтрационной консолидации. Расчеты заключаются в определении степени уплотнения (консолидации) грунтов основания под воздействием внешней нагрузки в любой момент времени. При этом принимается следующая схема работы вертикальных дрен. В толще водонасыщенного глинистого грунта дрены расставлены по вершинам равностороннего треугольника. Под воздействием внешней нагрузки вода отжимается из глинистого грунта горизонтально в дрену - грунт уплотняется.

Рис. IV.2 Схема расчета вертикальной дрены
а - план размещения песчаных дрен; б - сечение расчетного грунтового цилиндра с дреной по оси

В тех случаях, когда над дренами устроена песчаная подушка, вода отжимается в дрены и подушку одновременно.

В расчете рассматривается работа одной дрены. Для этого в грунтовом массиве плоскостями, ограничивающими сферу действия одной дрены от другой, вырезают призматический блок глинистого грунта так, чтобы дрена находилась по вертикальной оси блока (рис. IV. 2).
Таким образом, при решении задачи ускорения консолидации при устройстве вертикальных дрен совместно с песчаной подушкой приходится решать одновременно две задачи: 1) задачу консолидации при движении отжимаемой воды вертикально вверх в песчаную подушку и 2) задачу консолидации при осесимметричном движении воды в вертикальную дрену. Рассмотрим несколько основных методов расчета.