真空预压技术在某新吹填软基处理工程中的应用

结合温州某新吹填的淤泥软土地基处理工程施工实践,对真空预压技术的关键施工工序,以及塑料排水板绑扎、排水板打设、密封处理、真空度维护等施工管理与质量控制措施进行了相应探讨。     

软土地基堆载预压变形特性研究

塑料排水板堆载预压作为一种经济稳定可靠的地基处理方式被广泛使用,该文以广东河口近海地区软土地基排水板堆载预压为例,基于有限元全过程仿真,通过改变排水板打设深度和堆载速率影响因素,揭示广东河口近海地区软土地基堆载预压变形特性。     

真空预压处理高含水率疏浚泥室内足尺大模型试验研究

采用真空预压法处理高含水率疏浚泥时,处理过程中疏浚泥将产生大幅度沉降,不可避免地将引起塑料排水板的弯曲,从而影响疏浚泥加固效果。为进一步明确塑料排水板弯曲对真空预压处理疏浚泥加固效果的影响,对塑料排水板联合真空预压处理高含水率疏浚泥开展了室内足尺大模型试验。结果表明：真空预压过程中塑料排水板将产生弯折型弯曲和非弯折型弯曲,且弯折型弯曲出现的位置随真空预压时间的增加逐渐向塑料排水板下部移动。弯折型弯曲的出现将引起排水板不同深度处真空度的较大幅度降低,且深度的真空度降低幅度大于浅部,可达到30%。同时,排水板中第一个弯折型弯曲的出现还将引起疏浚泥泥面沉降量增加幅度的降低,和处理后疏浚泥含水率随深度增加幅度的增大。     

真空排水预压加固软基中的孔隙水压力消散规律

真空排水预压加固软基是通过孔隙水压力的消散来增强土体的强度。本文通过浃里陈大桥试验段实测资料，分析了在真空排水预压过程中孔隙水压力在淤泥及砂井和塑料排水板中的消散规律。试验结果表明，地基中的孔隙水压力消散值可分为两个部分：一为真空度的直接传递导致的孔隙水压力下降值；二为抽真空引起水位线下降进而引起的孔隙水压力消散值。淤泥地基中孔隙水压力消散主要是由于地下水位线的下降引起的，砂井和塑料排水板中的孔隙水压力消散大部分由真空度直接引起，孔隙水压力的消散程度沿深度方向基本不变。真空排水预压塑料排水板中孔隙水压力影响深度可达塑排板下4～5m。塑料排水的真空排水预压效果优于砂井。     

真空预压吹填淤泥地基均匀性的离散元模拟

吹填淤泥是典型的由水力吹填形成的欠固结沉积软土,因此常选用真空预压法对其进行加固。 由于吹填淤泥缺乏稳定的土骨架结构,在真空预压过程中土颗粒发生大范围的流动。随着颗粒流动的 发生,土体孔隙结构产生不均匀分布,并且排水板周围形成相对密实和弱透水性的“土柱”。文中利用离 散元方法,数值模拟真空预压过程中吹填淤泥地基固结过程,研究固结后土体孔隙率的不均匀变化随多 个因素的变化规律。其次,依据数值模拟的结果提出一种新的真空固结吹填淤泥地基的施工工艺。该 施工工艺通过调整打设排水板的步骤提高真空预压固结的效率。     

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。     

普通和高性能排水板在海堤施工中的效果对比分析

海堤一般修筑在深厚的软土地基上,施工中常打设排水板加固软土地基。针对海堤施工中普通排水板和高性能排水板的复合体及滤膜进行对比分析,同时在整个预压过程中对采用2种排水板处理的地基进行4次取样检测及十字板剪切试验,并对试验成果进行分析研究,得出了在处理的初期高性能排水板区块土体的物理指标及强度增长比普通排水板更显著;同时,随着深度的增加,高性能排水板区块土体十字板强度及地基承载力增长更明显。     

真空预压地基处理的加固深度研究

随着沿海经济的发展,软土处理的需求加大,真空预压处理软土有着比较大的优势,被广泛运用。但在真空预压的影响深度方面,目前学术界研究的较少,没有给出一个明确的结论。文章从土体三维固结出发,分析土体受力不但在微观上的等向受力,在宏观上受到真空压力差的影响,而且真空压力差增加了真空度的影响深度。同时结合工程实例,分析现场监测数据,得出真空预压影响深度可以达到排水板底部。     

增压式真空预压处理软基中的加固机理研究

普通的真空预压大都具有排水固结效果差、工期时间长等缺点。导致这些缺点产生的主要原因是竖向排水板发生堵塞。为了弥补这一缺陷,笔者在处理某一站场软土地基时摒弃了常规的真空预压,而采用了增压式真空预压的处理方法。两种真空预压处理方式在增压条件下能够取得不同的处理效果。对两种处理方式的比较主要集中在两个方面,一方面是加固期内地基的沉降情况,另一方面是孔隙水压力的变化情况。研究人员对这两个方面的数据进行仔细分析和研究,最终得出以下结论:增压式真空预压在这两个方面均优于常规真空预压,且增压式真空预压还能够加快软基排水速度、解决排水板淤堵问题。     

真空预压有效加固深度的探讨

本文利用弹簧装置阐述了加固软黏土地基的真空预压方法的作用机理。在此基础上，比较了真空提水的极限深度和真空预压有效加固深度的不同，分析了真空预压有效加固深度大于真空提水极限深度的原因。通过设计模型直观地演示了真空预压的作用过程，并分析了沉降量、孔隙水压力等的变化，表明真空预压的有效加固深度与真空度大小无关，而与真空度的传递有关。最后通过工程实例证实真空预压的有效加固深度可以超过10m。     

真空预压法与堆载预压法的对比试验研究

结合现场试验,对真空预压法和堆载预压法的加固效果进行了对比研究.试验过程中两种方法的等效荷载大致相同,监测结果表明,真空预压法和堆载预压法在本研究中的最大表面沉降相差不大,两种方法造成的地基侧向变形方向相反,堆载预压水平位移幅度大于真空预压,堆载预压法的有效加固深度要大于真空预压法,加固后土体强度的提高程度两者相近.在...     

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。     

湿地湖泊相软土加固方案及固结沉降离心模型试验研究

为研究湿地湖泊相软土的软基加固方案及固结沉降规律,分别进行真空堆载联合预压和水泥土搅拌桩复合地基加固湿地湖泊相软土路基的离心模型试验,对比分析2种方案的沉降发展和土压力变化情况。试验结果表明:相同条件下,真空堆载联合预压固结沉降发展更快,第30天固结度达到80%以上,第90天达到90%以上,且各测点土压力值更小;真空堆载联合预压下路堤横断面沉降分布更均匀,但后期沉降差较大,真空堆载联合预压的工后沉降约为水泥土搅拌桩复合地基的一半,加固效果更好;由含水率测试可知,真空堆载联合预压的影响深度至埋深10 m以下;2个模型的沉降拟合公式都为指数型函数,与实际沉降拟合较好,可预测长期的固结沉降。真空堆载联合预压方案优于水泥土搅拌桩复合地基加固方案。     

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。     

氢氧化钙与聚丙烯酰胺对高含水率泥浆固结的影响

为加快高含水率软土排水固结,运用氢氧化钙和阴离子型聚丙烯酰胺(APAM)处理上海某施工现场钻孔灌注桩的高含水率泥浆,并进行试验研究。通过一维固结试验揭示不同添加量下废浆孔隙比、固结系数和渗透系数随荷载的变化规律,确定氢氧化钙和APAM的最优添加量;并开展最优添加量下废浆的真空预压模型试验。结果表明:①一维固结试验中,氢氧化钙和APAM改良后废浆的固结系数和渗透系数均有较大提高,加快了废浆的排水固结速率;②同时,氢氧化钙和质量分数0.2%的APAM溶液的最优添加量约为0.8%和11.2%,超过最优添加量,废浆的固结系数和渗透系数均有所减小;③真空预压模型试验中,经氢氧化钙改良废浆固结系数明显提高,其平均径向固结系数分别为添加APAM溶液废浆与原状废浆的5.1,7.2倍,添加APAM溶液的废浆平均径向固结系数仅为原状废浆的1.4倍。因此氢氧化钙改良联合真空预压法能有效提高废浆排水固结速率。     

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。