Как было указано выше, время уплотнения водонасыщенных глинистых грунтов определяется временем отжатия из них поровой воды. По существующей теории фильтрационной консолидации время уплотнения водонасыщенных грунтов прямо пропорционально квадрату расстояния до дренажной поверхности. Устраивая в толще водонасыщенного глинистого грунта вертикальные дрены на расстоянии друг от друга от 2 до 5 м на глубину до 20 м, можно значительно сократить расстояние, которое необходимо пройти отжимаемой воде из глинистого слоя до дрен и, следовательно, уменьшить время уплотнения грунтов основания.

Чтобы отжать воду в вертикальные песчаные дрены (повысить давление в поровой воде), иногда применяют пригрузочную насыпь высотой 10-15 м.

Над вертикальными дренами всегда устраивают песчаную подушку толщиной не менее 0,6-1 м. Песчаная подушка, объединяя вертикальные песчаные дрены, собирают из них воду (рис. III. 1). Кроме того, песчаная подушка служит горизонтальным дренажем (поровая вода из верхних слоев водонасыщенного глинистого грунта отжимается вертикально вверх в горизонтальную песчаную подушку).
При расчете уплотнения глинистых грунтов (консолидации) отдельно рассчитывают время, необходимое для отжатия поровой воды в горизонтальном направлении

Рис. III.1 Схема работы вертикальных песчаных дрен
1 - плотный грунт; 2 - насыпь; 3 - песчаная подушка; 4 - дрены (стрелками показано направление отжатия поровой воды к дренажным поверхностям)

(в вертикальные песчаные дрены), и отдельно время, необходимое для уплотнения толщи водонасыщенных глинистых грунтов при фильтрации воды только в вертикальном направлении (в горизонтальную песчаную подушку). После этого определяют, за какое время произойдет определенная часть осадки.

Вертикальные песчаные дрены устраивают следующим образом. Чтобы по площадке могли перемещаться механизмы, необходимые для устройства дрен, на ней сначала отсыпают песчаную подушку толщиной не менее 50 см. Обычно с помощью башенных копров, используемых для устройства набивных бетонных свай, копровых стрел, смонтированных на экскаваторе (рис. III.2, а), и другими способами в грунт погружают пустотелую цельнотянутую металлическую трубу диаметром 420-600 мм (при толщине стенок трубы 15-24 мм). Длина трубы должна превышать длину дрен не менее чем на 2 м.

В нижней части трубы имеется либо самораскрывающийся башмак (рис. III.2, б), либо железобетонный башмак, который остается в грунте (этот метод в СССР применяется очень редко).

Рис. III.2 Установка для устройства песчаных свай (а) и конструкция самораскрывающегося башмака (б)

Самораскрывающийся башмак представляет собой металлический конус, разрезанный в вертикальном направлении на четыре створки. Каждая створка (каждая четверть металлического конуса) прикреплена шарниром к металлической трубе. До начала погружения трубы все створки конуса соединяют и, чтобы не произошло раскрытия створок при погружении, снизу на них надевают металлическое кольцо. В верхней части трубы предусмотрено отверс