Как было показано выше, применение вертикальных песчаных дрен, дренажных прорезей, а также песчаных подушек совместно с вертикальными песчаными дренами значительно сокращает сроки консолидации сильно-сжимаемых водонасыщенных грунтов.

По мере уменьшения в процессе консолидации порового давления или влажности прочность (сопротивление сдвигу) сильносжимаемых водонасыщенных глинистых грунтов увеличивается. Исключение составляют грунты с прочными структурными связями и случаи, когда приложенная нормальная нагрузка меньше структурной прочности сжатия грунтов.

Расчет прочности основания по аналогии с определением прочности водонасыщенных грунтов можно произвести двумя способами.

Первый, приближенный способ, основан на теории порового давления и широко распространен за рубежом. По этому способу прочность грунта в любой точке основания сооружения в данный момент времени определяется следующим образом. Поровое давление в данной точке основания в момент времени находят из условия передвижения поровой воды только в горизонтальном направлении в вертикальные песчаные дрены. Затем определяют поровое давление в этой же точке основания и в тот же момент времени для случая передвижения поровой воды вертикально в песчаную подушку.

Для определения и пользуются известным уравнением

.

При граничных условиях, указанных ранее, решение этого уравнения получено Л. Рендуликом и К. Терцаги и представлено в виде зависимостей от фактора времени и относительной глубины слоя и зависимости от фактора времени и расстояния между дренами и диаметром песчаных дрен (см. рис. IV.3).

Зная и , на основании теоремы Н. Карилло найдем суммарное поровое давление в данной точке основания в момент времени (в случае передвижения поровой воды в песчаную подушку и вертикальные песчаные дрены одновременно):

,

где - поровое давление в момент времени после приложения нагрузки.

По величине порового давления можно определить сопротивление грунта сдвигу в данной точке в момент времени .

Для расчета устойчивости сильносжимаемых водонасыщенных грунтов при незавершенной консолидации согласно исследованиям В. А. Флорина и Н. Н. Маслова целесообразно использовать метод круглоцилиндрических поверхностей скольжения. При определении сопротивления грунтов сдвигу по методу круглоцилиндрических поверхностей (или по какому-либо другому методу) следует ожидаемую поверхность сдвига разбить на небольшие участки и определить поровое давление на этих участках в различные моменты времени. Затем, суммируя сопротивление сдвигу по всем участкам в данный момент времени t, можно определить сопротивление грунтового массива сдвигу по предполагаемой поверхности скольжения в процессе консолидации.

Однако следует отметить, что описанный способ расчета прочности грунтового основания для случая применения вертикальных песчаных дрен и песчаных подушек на стадии незавершенной консолидации обладает всеми недостатками.

Второй способ расчета прочности основания базируется на определении изменения влажности в процессе консолидации. Зная зависимость сопротивления грунтов сдвигу от влажности и определяя влажность в данной точке грунтового массива в момент времени t, можно найти сопротивление грунта сдвигу в данной точке массива в момент времени t.

Как показали лабораторные исследования, изменение влажности во времени в процессе консолидации как для случая применения песчаной подушки, так и для совместного применения вертикальных песчаных дрен и песчаной подушки хорошо описывается уравнением, предложенным Н. Н. Масловым:

,

где    - влажность грунта в момент времени t в %;
- начальная влажность грунта в момент приложения нагрузки в %;
- конечная влажность грунта (после окончания уплотнения грунта под данной нагрузкой) в %;
- общая степень консолидации, определяемая для случая совместного применения вертикальных песчаных дрен и песчаной подушки.
В любой момент t степень консолидации V определяется по уравнениям консолидации.