一种吹填超软土地基快速加固技术研究与应用

本文通过现场试验研究,开发了一种无砂吹填超软土真空预压快速加固工艺,并通过两项工程实例对该工艺进行验证和应用。研究认为滤管排水板连接,埋入泥下20~30 cm作为真空预压抽气排水通道是可行的;排水板间距对超软土真空预压加固效果的影响是敏感的。在天津港某工程二次真空预压加固的浅层加固中采用56 cm排水板间距,使超软基迅速加固,形成满足重型插板机插板的工作界面,真正实现二次无砂真空预压地基加固。     

不同形式电渗加固吹填淤泥现场试验研究

为了研究电渗法加固吹填淤泥的实际效果,同时了解电极布置形式对电渗加固效果的影响,依托具体吹填项目,采用无砂垫层真空预压联合电渗(S1)、无砂垫层真空预压联合电渗注浆(S2)和无砂垫层真空预压联合导电排水板(S3)3种类型大试验,并将S1和S3的电极分平行和错位间隔2种方式布置,现场进行5种对比小试验并对加固效果进行分析。通过分析试验数据得到:5种试验和无砂垫层真空预压法相比,土体加固后的地基承载力和抗剪强度等指标均有较大提高,土体含水率均有较大程度的降低。试验结果表明:无砂垫层真空预压联合电渗法加固地基效果比无砂垫层真空预压法好、工期短;采用真空预压联合电渗注浆(S2)比其它几种形式加固效果要好。无砂垫层真空预压联合电渗法可有效弥补无砂垫层真空预压法的一些不足,适用于对承载力和工期等有特殊要求的吹填土地基加固工程。     

真空预压加固吹填淤泥地基的孔隙水压力特性

现场孔隙水压力的变化过程能反映地基加固过程中有效应力的发展,现场孔隙水压力的监测是真空预压加固软土地基的重要监测内容之一。通过现场孔隙水压力监测资料, 用曼德尔效应解释了真空预压加固吹填淤泥前期出现孔隙水压力增大的现象,分析了真空预压加固吹填淤泥地基出现曼德尔效应的原因,结果表明,在真空预压加固吹填淤泥地基时曼德尔效应的持续时间沿深度逐渐缩短。综合考虑土的固结状态、负压的传递及工程所处环境表明,真空预压加固吹填淤泥时,孔隙水压力的变化受吹填土的欠固结程度、负压的传递和膜上覆水压力等因素综合影响。     

软土地基堆载吹填淤泥并同步真空预压加固技术

针对软土地基上吹填造陆工程中真空预压法加固软土地基和吹填淤泥工期较长、效果较差的问题,提出了堆载吹填淤泥并同步真空预压加固技术,将吹填淤泥加固及软土地基加固两阶段施工整合到一个真空预压周期内完成,大幅度缩短了造陆工期。试验结果表明:该技术有效解决了常规真空预压法中上部吹填淤泥变形过大,影响下部软土地基加固效果的问题,并且充分利用吹填淤泥的自重,无须额外的堆载材料,即可使软土地基处于真空联合堆载预压的加固模式,进一步提高了加固效果。     

吹填土地基在真空预压插板期间的沉降计算

吹填土地基是滨海新区围海造陆的主要地基形式，由于在吹填土层的增加，改变了原来地基的应力状态，使原天然地基在吹填土有效重力作用下产生附加荷载，而吹填土为欠固结土，所以吹填土地基在真空预压插板过程中会产生固结沉降。故本文提出吹填土地基真空预压产生的沉降是由插板期间发生的固结沉降和真空预压期间发生的固结沉降两部分组成。现场监测表明吹填土地基在真空预压插板期的沉降占总沉降的30％－50％，但在目前的设计计算中未能考虑。本文通过分析吹填土地基各土层的受力状态，提出插板期间各土层的沉降量计算方法，计算结果与现场试验结果比较吻合，从而完善了真空预压软基加固沉降计算方法。本文同时深入研究了真空预压各施工时段固结度的计算方法     

电渗联合注浆加固吹填土现场试验研究

海相吹填土黏粒含量、含水率和压缩性都很高,抗剪强度低,渗透性差,后期施工时地基沉降量大,稳定性较差,难以满足工程实际需要,须先行有效排水加固进行地基处理。电渗联合注浆加固吹填土多为室内模型试验研究,现场试验及应用较少,为提高吹填土地基承载力及进一步探究电渗联合注浆法加固吹填土地基的可行性和加固效果,依托具体工程进行现场试验,在无砂垫层真空预压法处理地基的基础上,采用电渗联合注浆的方法加固新近吹填土。结果表明:与无砂垫层真空预压法相比,电渗联合注浆的方法加固时间可缩短30ｄ以上,地基承载力可提高1．6倍。电渗联合注浆是一种快速加固高含水率、低渗透性的海相吹填土的有效处理方法。     

低位真空预压软土加固技术研究

简明介绍了为滨海地区大面积吹填土及软土基真空预压快速固结而开发的一项革新技术     

无砂垫层真空预压法加固大面积软土地基的实例研究

结合温州民营经济科技产业基地丁山围垦区2标3#区37.32万m2吹填场区应用无砂垫层真空预压法进行软土地基处理的工程实例,介绍了无砂垫层真空预压的设计和施工过程。通过分析加固区表层沉降、孔隙水压力、静力触探试验、十字板剪切试验等实测数据,评价了其进行软土地基处理的加固效果,证明了无砂垫层真空预压法是一种加固大面积高压缩性软土地基的行之有效的方法,可以取得理想的加固效果。     

吹填土地基在真空预压插板期间的沉降计算

吹填土为欠固结土,吹填土地基在真空预压插板过程中会产生固结沉降。本文提出吹填土地基真空预压产生的沉降是由插板期间发生的固结沉降和真空预压期间发生的固结沉降两部分组成。现场监测表明吹填土地基在真空预压插板期的沉降占总沉降的30%～50%,但在目前的设计计算中未能考虑。本文通过分析吹填土地基各土层的受力状态,提出插板期间各土层的沉降量计算方法,计算结果与现场试验结果比较吻合,从而完善了真空预压软基加固沉降计算方法。本文同时深入研究了真空预压各施工时段固结度的计算方法。     

不同排水板型号下真空预压加固吹填软土的试验研究

传统经验认为真空预压施工时,排水板选用通水量较大的型号有利于提高地基土的加固效果。结合真空预压处理悬浮状细颗粒的吹填土现场施工,分别采用A型、B型排水板进行真空预压加固,对加固过程中的真空度、表层沉降、孔隙水压力等数据进行监测的试验过程,并对加固完成后土样的含水率、十字板强度等进行了测试。研究表明,不同类型排水板对浅表层悬浮状吹填土的真空预压加固效果相当,并基于此结论将后续施工采用的B型排水板替换为A型,取得了良好的经济效益。     

增压防堵真空预压法在吹填土加固工程的应用

真空预压法是排水固结方法的一种,具有加固时间短、造价低、工艺简单等特点,适用于大面积吹填土软基处理。传统排水板真空预压普遍存在淤堵问题,影响加固效果。以温州市洞头县软基处理工程为例,采用增压防堵真空预压法,排水板得到有效防堵。在规定工期内,吹填土加固检测结果达到设计要求。     

新近吹填区道路真空预压处理沉降特性

为满足市政道路工后沉降及高承载力要求,常需对新近吹填淤泥真空预压超软土地基进行二次深层处理。以温州市某吹填淤泥工程为例,分析了深层处理区块一次浅层处理和二次深层处理沉降特征。研究表明,真空预压处理固结沉降随吹填淤泥厚度和插板深度呈一定变化规律,且不同时期存在较大差异性,真空预压深层处理阶段浅层吹填淤泥土固结效果依然明显。     

吹填区域的地基处理探究

温州浅滩一期吹填区地基处理工程(试验),面积28万平方米,加固区吹填土为蓝田航道疏浚淤土,吹填标高+3.5米。由于受吹填土来源和吹填施工工艺的影响,地基表层吹填土为颗粒极细的流泥,厚度为3～5米,含水率在120%左右,孔隙比在3.3左右。通过5个月的真空预压加固,含水率有了大幅度降低(由加固前的110～130%降低到加固后的50%多),达到设计的固结度、沉降要求,但强度偏低,不足10kPa,不能满足地基承载力要求。随着我国沿海地区经济的快速发展,土地资源日益紧张,利用港池和航道疏浚土吹填造陆后进行地基加固已成为缓解土地资源紧张的主要手段。吹填疏浚土多为颗粒细的软粘土,由于水力分选等原因,常在地基的一定范围内形成一定厚度的流泥和浮泥。采用真空预压法加固往往会产生与上述工程同样的效果。为了对上述情况进行研究,从工程现场取回大量流泥进行室内真空预压模型试验,分析流泥在加固过程中抗剪强度增长规律,以及含水率的变化对强度的影响。     

真空预压联合导电排水板电渗法加固海相吹填土现场试验

为推动真空预压联合导电排水板电渗法在大规模吹填土地基加固中的应用,依托温州某海相淤泥吹填工程进行了真空预压联合导电排水板电渗法试验,并与真空预压联合金属电极电渗法和常规真空预压法进行了对比试验,对膜下真空度、地表沉降、电流电压变化进行了分析,着重分析了加固后地基承载力增长规律。试验结果表明:导电排水板可以取得与金属电极同等加固效果,导电排水板在电渗加固中具有一定的有效性和可行性,导电排水板的布置方式对加固效果也具有一定的影响;真空预压联合导电排水板电渗试验的地表沉降量超过常规真空预压法9%以上,地基承载力超过常规真空预压法21.4%,土体深层承载力也得到一定程度提高,加固效果显著。     

围海造陆工程地基快速处理关键技术研究

将海底淤泥或者疏浚淤泥作为围海造陆工程的场地吹填材料,环境效益和经济效益显著。在目前的围海造地土地开发模式下,研究吹填淤泥的浅层快速加固技术是围海造陆工程面临的关键技术问题。在常规真空预压的基础上,从加固区大小、人工插板技术、真空系统布置、加载方式、卸载标准和控制地基反弹等方面研究了新吹填淤泥地基浅层加固设计与施工中的关键技术。详细阐述了真空预压浅层加固技术在新吹填淤泥地基快速加固工程中的施工工艺和技术要点。该技术具有工期短、造价低的特点,能满足浅层加固的承载力要求。     

吹填区域的地基处理探究

温州浅滩一期吹填区地基处理工程（试验）,面积28万平方米,加固区吹填土为蓝田航道疏浚淤土,吹填标高＋3.5米。由于受吹填土来源和吹填施工工艺的影响,地基表层吹填土为颗粒极细的流泥,厚度为3～5米,含水率在120%左右,孔隙比在3.3左右。通过5个月的真空预压加固,含水率有了大幅度降低（由加固前的110～130%降低到加固后的50%多）,达到设计的固结度、沉降要求,但强度偏低,不足10kPa,不能满足地基承载力要求。     

超软淤泥地基浅层二次真空预压效果试验研究

针对吹填淤泥地基承载力几乎为零的特点,采用二次（一次无砂垫层,二次有砂垫层）真空预压法对大面积吹填淤泥进行处理。通过现场试验,分别对两次真空预压中的真空度、地基沉降等进行了观测。结果表明,对超软淤泥地基采用无砂垫层进行一次预压处理,能有效解决因地基承载力过低而无法施工的问题;进而采用有砂垫层的二次预压提高了真空压力的传递效果,可以进一步提高地基承载力。     

吹填淤泥土真空预压沉降计算修正系数的分析

同天然软土相比,吹填淤泥土初始含水量高,初始孔隙比甚至超过3。通过对比国内不同行业的相关规范可知,软土地基设计阶段的沉降计算尤其是沉降修正系数取值难以适用于吹填淤泥土。通过对天然软土地基沉降计算进行分析,研究了吹填淤泥土采用真空预压处理下的沉降特点。结果表明,吹填淤泥土沉降修正系数的取值范围幅度远大于规范给定的取值范围。对不同地区吹填土沉降数据进行分析,从实例角度验证吹填淤泥土沉降计算修正系数取值范围;对吹填淤泥土沉降与厚度关系曲线进行拟合,得出沉降量与吹填层厚度的比值在初步设计阶段可按吹填厚度的30%考虑。     

浅层无砂垫层真空联合水袋堆载预压软基处理研究

针对无砂垫层真空预压后期地基承载力提升有限等问题,为了进一步提高软土地基的承载力,采用Abaqus软件建立无砂垫层真空预压法和无砂垫层真空联合水袋堆载预压法的数值模型,并与现场实际情况进行对比分析,验证了模型的有效性。在大面积吹填土地基内利用可循环利用的水袋替代砂石料作为堆载材料,开展真空联合水袋堆载预压软基处理现场试验。该处理方法施工方便,受外界干扰少,施工成本低,对环境影响小。根据水袋高度调节堆填荷载大小,基本不使用砂石料,水袋堆载卸载方便,真空联合堆载衔接时间短,优化了真空预压联合堆载施工工艺。结果表明:在真空预压1个月后可提前引入水袋荷载,处理后土体在0～2 m深度范围内的平均含水率可降低至43%,土体地基承载力可达到65 kPa。与无砂垫层真空预压法相比,真空联合水袋堆载预压法施工期沉降速率、孔压大,孔隙比、含水率小,沉降量大,土体固结速度快,工后沉降小,土体承载力提高了30%,扩展了真空预压处理技术的应用范围。此法适用于缺乏砂石堆载料或运输相对不方便、工期短、地基承载力要求为50～60 kPa的新近吹填淤泥质土的软基处理工程。     

无砂垫层真空预压法处理湖相吹填淤泥效果评价

经过对新近吹填的超软淤泥土场地进行无砂垫层真空预压后,进行了平板荷载试验、十字剪切试验、静力触探试验等一系列原位测试和分析,得到了如下结论:经过无砂垫层真空预压后,吹填超软淤泥土场地的地基承载力、不排水抗剪强度均有明显提高,其物理力学性能均有了明显改善,说明无砂垫层真空预压法处理加固大面积高压缩性淤泥土行之有效,可以为进一步的施工提供作业面;由贯入曲线可知,在表层1m内加固效果良好,随着深度的加大,加固效果显著减弱;由十字剪切板测试可知,无砂垫层真空预压后土体为低灵敏度土体,表明处理后的土体结构性并不显著。这些测试结果可以为湖相吹填超软淤泥土区域地基处理的设计、施工、检测等提供支撑或参考。