新型防淤堵真空预压法室内与现场试验研究

 针对目前直排式真空预压法的真空应力难以到达深部土体,排水板淤堵严重,加固效果欠佳,难以满足工程实际应用需要的问题,提出一种新型真空预压吹填土地基处理技术--新型防淤堵真空预压法,是对直排式真空预压法的技术改进和创新,该真空预压技术采用防淤堵排水板,其滤膜为无凹凸结构亲水性材料,滤膜与芯材轧在一起,提高排水效果;此外采用无孔真空管、密封接头直接与竖向防淤堵塑料排水板密闭连接,形成水平密闭排水系统,缩短真空传递路径,减少真空度的沿程损失,真空度直达土体深部,加快土体孔压的消散,防止淤堵,提高加固效果。通过不同排水板真空预压试验,以及室内模型试验和现场试验对直排式真空预压法与新型防淤堵真空预压法加固吹填淤泥地基加固效果进行对比研究,获得不同排水板的加固效果和新型真空预压防淤堵加固机制,并证明新型防淤堵真空预压法的有效性,为该技术的应用和发展提供理论依据。     

超软土地基交替式真空预压法加固效果影响因素分析

针对目前常规真空预压法处理超软土地基时常出现的排水板易淤堵、加固效果欠佳等工程问题,提出一种新型的交替式真空预压技术.为深入了解交替式真空预压技术处理超软土地基的加固效果及其影响因素,对天津滨海新区新近吹填淤泥进行室内模型试验.试验结果表明,与常规真空预压法相比,交替式真空预压法可以有效防止淤堵泥层的加剧,使得土体加固...     

两次插板和两阶段真空预压模型试验对比研究

为解决真空预压联合竖向排水板处理软土地基过程中，竖向排水板容易发生淤堵导致土体加固效果很差，土体产生不均匀固结的问题，进行了两次插板和两阶段真空预压模型对比试验。通过比较采用两种方法加固后土体的沉降、十字板抗剪强度、含水率等指标，探究两种方法对软土地基的改良效果。试验结果表明：两次插板真空预压试验的最大沉降为208 mm,两阶段真空预压试验的最大沉降只有170 mm;试验结束后，两次插板和两阶段真空预压的平均十字板抗剪强度分别是29.5, 24.75 kPa。表明两次插板真空预压处理超软土效果比两阶段真空预压更好。     

交替式真空预压法加固吹填超软土试验及数值模拟研究

常规真空预压法在加固吹填超软土地基时,常出现排水板淤堵等问题,导致加固效果不佳。为解决常规真空预压法中的淤堵问题,利用室内模型试验和数值模拟PFC2D,系统分析一种新型真空预压加固方法——交替式真空预压法处理吹填超软土的加固机制和加固效果。研究表明,交替式真空预压法中土颗粒的交替运移可有效地抑制淤堵泥层的形成及"土柱"现象的产生,使整体加固效果更加均匀有效。与常规真空预压法相比,交替式真空预压法的排水量增加14.92%,沉降量增大11.80%,加固后土体十字板剪切强度提升21.65%,含水率降低26.74%,所形成的淤堵泥层致密程度降低,淤堵泥层形成区域的孔隙率提升30%以上,破淤效果明显。     

真空预压联合塑料排水板堆载预压在工程中的应用

根据苏州白塘植物公园堆山工程地基的地质条件和设计要求,采用真空预压联合塑料排水板堆载预压的施工方案,对软土地基进行加固。监测结果表明真空预压联合塑料排水板堆载预压对软土地基进行加固处理切实可行。     

真空加载方式对排水板滤膜淤堵影响试验研究

塑料排水板滤膜的淤堵直接影响到真空预压排水固结法加固新近吹填淤泥的效果,而真空荷载加载方式是引起排水板滤膜淤堵的主要原因之一。通过室内模型试验,采用5种不同等效直径的排水板滤膜并通过控制不同的真空加载方式加固新近吹填淤泥。试验过程中对泥面沉降、排水板和土中不同深度的真空度进行监测,试验结束后测试排水板滤膜的渗透系数。试验结果表明:真空荷载不分级或者分级梯度太大,对真空预压排水固结法加固新近淤泥效果较差,排水板滤膜容易产生淤堵;排水板滤膜的等效孔径越小其淤堵情况越严重。排水板滤膜发生淤堵后其渗透系数将降低,对土体的排水固结产生不利的影响。作者建议:在真空预压处理新近吹填淤泥的工程实践中,宜选用较大的排水板滤膜等效孔,真空荷载宜采用分级加载方式,且每级真空梯度不宜过大。     

真空联合堆载预压法在高速路软土地基加固中的应用

本文结合工程实例,对真空联合堆载预压的施工技术在某高速公路A23标段的软土地基上,采用塑料排水板作为竖向排水通道,真空联合堆载预压进行加固处理的施工方法及施工工艺和质量控制等进行了研究。     

整体式塑料排水板与普通塑料排水板加固效果对比试验

目前对于新吹填的淤泥和流泥等超软土地基,一般认为采用防淤堵的整体式塑料排水板比采用普通塑料排水板加固效果更加理想;而对于新吹填的黏土和粉质黏土等土性较好的软土地基,现场试验对比结果表明,采用整体式塑料排水板和普通塑料排水板加固效果相近,也就是说整体式塑料排水板的优势并不明显。     

联合预压法地基处理研究

基于某软土地基项目,利用有限元软件建立数值模型模拟真空联合堆载预压加固地基过程。将实际工程监测数据与有限元数值试验结果相比较,验证了模型的有效性和正确性。系统地讨论了排水板渗透系数、排水板间距和真空压力衰减率对加固效果的影响。研究表明,地基在加固初期沉降速率较大,地基沉降在堆载预压期的沉降量约占地基总沉降的30%;在地表埋深5 m以内的水平位移较大,深度大于10 m时,水平位移可忽略;排水板渗透系数和真空压力均对地基沉降有显著影响。当排水板渗透系数大、排水板间距小、真空压力沿深度衰减率小时,真空联合堆载预压加固地基效果愈佳。     

吹填超软土真空预压地基处理试验研究

由于新吹填的流态状超软土地质条件很差,为了尽早满足工程使用要求,必须采取适当的方法对其进行快速处理。真空预压法是加固超软土的一种有效方法,但常规真空预压法对于表层强度基本为0的超软土地基很难实施。通过取消常规真空预压中的砂垫层,并对插板、覆膜、铺布等工艺进行改进,效果良好。经现场试验,验证了这一改进的无砂真空预压方法适用于新近吹填超软土地基的处理,值得在类似地基处理工程中推广应用。     

考虑板土相互作用的排水板通水特性试验研究

为研究排水板在实际工况下的通水特性,研制排水板纵向通水量测试新仪器,采用室内真空预压模型试验、堆载预压模型试验和直接充灌淤泥等方法来制作板土单元体(试样),并开展板土单元体(试样)通水能力测试。试验结果表明:无论是直接充灌淤泥法、堆载预压法还是真空预压法,高性能排水板通水量均大于现行规程试验结果,而普通排水板通水量均小于现行规程试验结果,现行规程方法高估了真空预压后普通排水板的通水能力。对比结果表明:高性能排水板在堆载预压后通水能力与真空预压后通水能力接近,而普通排水板在堆载预压后通水能力明显高于真空预压后通水能力。因此,对于变形大且固结时间长的新近吹填淤泥地基加固工程应优先选用高性能排水板。     

Experimental study on the clogging effect of dredged fill surrounding the PVD under vacuum preloading

Clogging effect surrounding prefabricated vertical drains (PVDs) is a typical problem when vacuum preloading is applied to a dredged fill foundation. A large-scale model test was designed to clarify the cause and mechanism of the clogging effect, and the basic physical and mechanical parameters of the soil in the clogging zone were tracked during the test. The results demonstrated that a clogging zone was formed around the PVD in the early stage of improvement with conventional vacuum preloading, and the boundary of the clogging zone was approximately 0.2–0.4 of the boundary radius. The clogging zone surrounding the PVD was formed because of the overall movement of the soil toward the PVD under the high vacuum pressure gradient, rather than fine particle migration. The soil in the clogging zone exhibited permeability anisotropy and equivalent ‘smear’ effect. The permeability ratio (k_h/k_v) was less than 1, and the ratio of horizontal permeability coefficients at the test distances of 45 cm and 10 cm were 9.6 at a depth of 20 cm and 8.9 at a depth of 80 cm. An analysis of the microstructure of the soil in the clogging zone demonstrated that the clay particles tended to be vertically oriented. The re-orientation of the clay particles reduced the horizontal permeability coefficient and led to the permeability anisotropy of the soil in the clogging zone. Thus, decrease in the horizontal permeability coefficient and equivalent ‘smear’ effect of the soil in the clogging zone affect the consolidation of dredged fill, which leads to the clogging effect. The permeability anisotropy also slightly affects consolidation.     

吹填区软土真空预压加固效果对比测试分析

为研究真空预压加固在温州沿海吹填区软土地基的适用性与加固效果,结合温州沿海某吹填区道路工程软土地基真空预压处理实例,通过室内土工试验和现场原位测试对加固前后吹填区软土物理与力学指标进行了对比分析。结果表明:真空预压能有效加固温州吹填区软土地基,预压加固后在地表15 m深度范围内土体物理力学指标有明显提高,但加固效果沿深度基本呈线性衰减; 加固后室内土工试验指标有一定改善,含水量和孔隙比降低约10%,压缩模量提高约10%; 同时现场原位测试指标提高更为明显,现场十字板剪切强度和静力触探侧阻平均增幅分别约为45%和40%,但加固前后土体灵敏度指标变化并不大,即真空预压加固对土体的灵敏度改善不明显; 采用传统真空预压法加固温州沿海吹填区软土地基在技术可行,经济上合理,其有效处理深度可达15 m; 受温州海相软土低渗透性和高黏性的影响,在竖向排水体周围出现明显的“土柱效应”,从而使真空预压加固效果在平面上呈现一定的不均匀性。     

劈裂真空法加固软土地基试验研究

在分析常规真空预压法加固软土地基局限性的基础上，提出了劈裂真空法加固深厚软土地基新技术。介绍了劈裂真空法的基本原理和施工工艺。依托江苏省江海高速公路软基处理项目进行了劈裂真空法与常规真空法加固软土地基的对比试验段工程，对软基加固过程中的真空度、孔隙水压力、地表沉降、深层水平位移和地下水位等进行监测，并通过加固前后现场 CPTU 原位测试、取样和室内土工试验等方法对加固效果对比分析。试验结果表明：劈裂真空法可以提高真空荷载向深层土体的传递效率，提高深部软土的加固效果，进而提高真空预压法的有效处理深度；同时劈裂真空法还可以加速地基固结，缩短地基处理工期，有利于工后沉降的控制。试验工程表明，劈裂真空法是加固深厚软土地基的有效方法，具有很好的工程应用前景。     

真空预压法在洪湖湖滨区软土加固中的应用

通过真空预压法在洪湖湖滨区软土加固中的运用,阐述了真空预压法在软土地基处理的施工工艺,分析了在施工过程中得到的监测数据,验证了真空预压法在机场深层地基处理中的可行性,为类似工程提供依据。     

真空堆载联合预压法和堆载预压固结法比较

真空堆载联合预压法处理软基近年来在沿海、三角洲地区的高速公路路基施工中经常出现。通过对真空堆载联合预压法与传统的堆载顶压固结法相比较，在路基土体固结效果、施工工期、经济效益等方面相对照，得出真空堆载联合预压法比堆载顶压法有着明显的优越性，具有填土速度快、施工式工期短、抗稳定性强和加固效果好的优点，并有逐步取代的趋势。     

真空-堆载联合预压法在软基处理中的应用

在软土层较厚时,采用真空预压不需要大量的人工堆载,节省工时,缩短预压时间。真空法所产生的负压使地基土的孔隙水加速排出,地下水位下降,可以增加施工期间的沉降量,减少路堤的工后沉降,能保证公路运营后路基的稳定性。     

Land reclamation using the horizontal drainage enhanced geotextile sheet method

Increasingly waste materials or soft soil dredged from sea or river have to be used as fill materials for land reclamation. Although preloading using prefabricated vertical drains (PVDs) has been commonly used as the treatment method for soft soil, this method is time consuming as it can only be applied after all the fill materials have been placed. In this paper, a conceptual design for land reclamation using a horizontal drainage enhanced geotextile sheet (HDeGs) method combined with vacuum preloading is proposed. Large-scale model tests are carried out to verify the effectiveness of the HDeGs method. The proposed method is also compared with the existing prefabricated horizontal drain (PHD) method and the advantages and disadvantages of the HDeGs with vacuum preloading method are discussed. This study has demonstrated that the proposed HDeGs method is not only effective, but also more efficient compared with the PVD or PHD methods, as it can reduce substantially the construction time required for land reclamation.     

真空预压复合土钉支护在软土基坑中的运用研究

土钉墙以其众多优点广泛用于基坑工程,但在软土地区的运用有很大的局限性。在经过真空预压加固后的软土地基上进行深基坑土钉支护的可行性值得探讨。本文研究基于真空预压土体强度增长规律,用十字板剪切强度推求软粘土抗剪强度指标方法,按规范要求并考虑到软土地区深基坑土钉支护的特殊性进行土钉支护设计,分析真空预压联合土钉支护技术解决软土深基坑土钉支护外部稳定问题的原理。研究结果表明:经真空预压加固后,土体强度得到较大增长,土钉墙外部稳定性成倍提高,钉土界面粘聚强度显著增加,说明真空预压联合土钉支护技术运用于深基坑是可行性的。     

真空预压联合搅拌桩在有轨电车软基加固中的应用

有轨电车以其绿色环保的运营方式正在引领中国交通行业向可持续方向发展。针对南京河西地区软土地基的结构特点和工程特性,提出了真空预压联合搅拌桩软基加固方法,结合施工期表层沉降、分层沉降、水平位移和孔压及运营期累计沉降监测结果,分析了该软基处理方法的加固效果。研究结果表明:在抽真空过程中,孔隙水压力随着深度的增加而逐渐减小;水平位移和分层沉降变化率均逐渐减小;表层总沉降量在抽真空2个月后趋于稳定,表明软土层接近完成固结;施工期的表层累计沉降量为440 mm;运营后半年累计沉降为4.2 mm,预测运营10 a后累计沉降约为9.8 mm,远低于设计警戒值。说明真空预压联合搅拌桩的方法可以有效加固有轨电车软土地基。