软土地基处理新工艺高真空击密法

摘要：高真空击密法是加固饱和软土的一种新的工艺方法，本文在对高真空击密法的技术要求、工艺流程特别是加固机理方面进行深入讨论与分析的基础上，通过对高真空击密法近年来在许多重大工程中的成功应用的详细介绍，说明了该方法不仅具有清晰的理论概念、有效的加固效果和低廉的工程造价，而且具有广阔的应用前景。关键词：高真空击密法;硬壳层;压力差排水;工后沉降工前完成;成功实例随着我国工程建设的高速发展，饱和细颗粒地基土的处理效果与造价越来越为工程界所关注。上海港湾软地基处理工程有限公司在1999年至2003年间，通过多项工程的试验研究，发明了“高真空击密法”软地基处理新工法(国家发明专利号ZL01127046.2，发明人：徐士龙——本公司法人)。这是一种快速、质量可控、造价低和适应新近沉积及人工冲淤形成的饱和软土处理的新工法。此专利，从科研到工程应用，在上海、广东、浙江、江苏、山东、辽宁、湖北、河北、安徽、天津等地的诸多重大工程的软土地基处理中得到成功应用，迄今施工面积已逾3000万m2，为建设单位节约了数亿元资金。高真空击密法，是通过对需处理的软土体施加数遍高真空，并与之结合施加数遍相应的变能量击密，达到降低土体含水量，提高土体密实度和承载力，减少地基的工后与差异沉降量的地基土处理工法。这是一种使土体形成高真空后施加不同能量级别强夯的工艺。其加固原理为快速动力排水固结。高真空排水—击密的多遍循环，两道工序的有机结合和相互作用是该法的独特机理。与其它软土处理工法相比，高真空击密法具有下述特点：单位面积施工工期为10~25天，是其它常规方法的1/3~1/2；工程造价低，一般仅为常规工法的40~80%；通过特有工艺可有效控制软土的含水量、密实度、工前沉降与差异沉降，快速提高土体的承载力，达到施工质量可控；第一作者介绍:吴价城(1940-),男,教授级高级工程师,博士生导师,长期从事岩土工程及工程地质专业的科研与技术工作。通过特有工艺可有效控制软土的含水量、密实度、工前沉降与差异沉降，快速提高土体的承载力，达到施工质量可控;可克服真空度沿塑料排水板深层衰减及塑料排水通道存在工后沉降较大的缺陷，以及克服一般强夯法对饱和软土施工易生产“弹簧土”的缺陷。高真空击密法的技术要点高真空击密法属快速排水、快速击密固结的工法，施工设计有下述技术特点：根据地层岩性特征采用特制的高真空系统强制调整土体的含水量，控制需处理的土体逐步接近加固密实的最优含水量；与控制所需处理土体逐步接近最优含水量相适应，同步用特制的大型击密设备对所需处理土体实施分遍击密，使之逐步接近最大密实度；施工中，根据土体的自振频率，调整击振频率；根据不同土体的渗透系数，含水量，分层多遍强制调整各层土的真空度，真空气量、平衡参数；按地基的处理深度要求，正确计算各种条件下土体击密所需的击振能量；正确确定超孔隙水压力消散时间与每遍击密的固结恢复时间，防止形成“弹簧土”。高真空击密法的工艺流程通过我公司的大量实践，形成了高真空击密法的下列工艺流程：第一步，在详细研究即有地质资料的基础上，对施工现场需处理土体，进行详细勘察，取得土体的岩性、粒度、含水量、渗透系数等基础资料，分析场地饱和软土的分布规律及其在竖向的变化，为确定施工参数提供依据。第二步，按快速动力排水固结法原理确定施工参数与控制工后沉降量；第三步，进行第一遍高真空击密；第四步，实施第一遍处理后的效果现场检测；第五步，按第四步的资料调整施工参数，进行第二遍高真空击密施工；第六步，进行第二遍处理后的效果检测；第七步，进一步调整参数，进行第三遍高真空击密施工。…….最后，进行处理后的主要指标检测，包括工法实施产生的沉降量的测定，用静力触探试验、标贯试验及荷载试验、瑞利波法等测定加固土体的Ps、N63.5、fak等指标。从上述工艺流程可见，根据详细的地质勘察资料和分次的击密效果检测资料不断调整施工参数，来逐渐接近设计目标是本工法一个主要特点，它体现了实践—认识—实践的不断深化过程，从而可确保施工的工程质量。高真空击密法对饱和软土的加固机理尖众所周知丙，强夯法临处理饱和固软土地基袋的关键是慢孔隙水的控排出和超栋孔隙水压撒力的快速倾消散。本谜工法既是键针对这一言关键问题威进行研究汉和提出解前决办法的悼。隐高真空排熊水对饱和梨软土的固恭结作用即本工法的皇高真空排跟水对饱和吐软土的固划结作用分涨为两个方浓面。幅第一遍高羽真空排水艰固蜘结亚佳通过特制斩与安设的光高真空排踢水设备的支排水，可腰迅速在所栋需处理的灭土体范围趴内生产高会真空，促承使孔隙水婶和孔隙气绞体快速排旁出而导致疼土体固结爸。独压力差排孩水固野结模魄第一遍网高真空排痕水后实施兴的高能强加夯，使所搭处理的土甲体在强夯掀产生的压殃缩波作用神下形成超丢孔隙水压采力和在剪胖切波作用然下产生剪您切破坏而杯形成渗水死通道。在炭随之而插厅入的高真夫空管作用怎下产生孔枯隙水压力金差而加速盲孔隙水排规出与超孔膝隙水压力督消散，进扰一步导致裂土体的排锹水固结。降孔隙水快逐速排出和遣超孔隙水菌压力快速蛾消散下的抓高能强夯坛固结作用饥由于每遍拼的高能强颈夯是在高朽真空排水寨及已对土嘉体产生一文定的排水证固结的基清础上叠加但进行的，赏此时土的吸含水量大黑为降低，应密实度已逆有所提高严。因此施读加强夯后朽夯击效应摄得以迅速头提高，土压的密实度穴得以快速查增大。高艘真空排水郊与高夯能拥击密的互泪相配合与扁共同循环颂作用，使锋饱和软土储体在短时宫间内迅速楼形成低含经水量、高桐密实度的乡硬壳层，惑满足建筑五物对地基挡土的荷载虑与沉降要搁求。稳高真空击秆密法对地捎基土工后滚沉降的控拳制打饱和软土结地基的工渗后沉降（笨包括总沉脏降量与差阿异沉降）适是地基土怠处理的一咏个核心问武题。高真渔空击密法调试图利用评快速动力钢排水固结该形成的低脚含水量、品高密实度韵硬壳层克赔服工后沉采降的技术养难题。岔地基土的爸总沉降控段制在施工秒过程中完茅成认按设计对土地基土的鬼承载力与屠沉降要求若，需加固议的软土体枝的总沉降稍量，根据您详勘地质捷资料和设乏计荷载，停用分层总痛和法可预轰先计算出填。将这一倦计算出的怒总沉降量面作为高真殃空击密施短工的控制哈指标，通泡过多遍高帝真空排抚水贸—鸡不同夯能腰击密的反字复循环，蓬使总沉降毯量逐步接禽近控制指污标。当最己后一遍高喇真空击密瞒趋近总沉羽降量后即趁可停工。般可以说，似高真空击乳密法在一霸个工程中我实施的遍慨数与总沉正降量的控谁制直接相静关，硬壳畏层的形成吐过程既是睁总沉降完着成的过程隐这一效果序在用高真羽空击密法贱完成的许与多项目中及得到了证级实。嗓大面积的鞋相对均一查的硬壳层己可基本控竖制和调整进差异沉降沙迄今，用愉高真空击廉密工法实苦施的工程怎，单项工敏程的面积大均触在勒1砖0色万优m府2盐以上，最遍大的锦达增16奥0允万驴m披2驰，硬壳层馒的土体体旗积旁在醋6护0端万鸽m3~1究00宣0扰万奶m窝3推以上。如临此大体积倡的捧硬壳体，誓如同在地淡基以下放黄置了一个损大面积、华大厚度的中硬土板。滨该板在上碍层建筑物虏的作用下古，外侧受转限，下面辱受压力水唯头的顶托凡。而且下跑层软土难下以形成排退水通道而慰较难在荷纯载附加应蚀力作用下勺产生变形炊。只要上砌面的建筑械物没有超殃出设计对摄地基土荷顺载的要求旧，基础对艺地基土的情应力大多唐可在硬壳安层内消散眨，硬壳层悔以下土体普的附加应蓬力可能远规比用其它跪方法处理色的软土下来层土的小荐。浩用本法完国成的工程接在使用后脂证实，人军们所担心早的后期沉气降与超设快计的差异列沉降实际辱要小于按抱土力学力宽法的计算斥的数值，枕运行了一兽年多的上贿海浦东国口际机场第带二跑杰道岛(11虎1疯万蛇m逮2邀，不均匀棒沉携降勿≤付1/10此00邪)启、上潜海钱F软1虫塞车节道辅(榨不均匀沉安降煮≤艰1/12语00相)底都完全满杀足了设计告要求就是蚀例证。工程实例卫上海港湾烂软地基处到理工程有哑限公司采建用倡“磁高真空击仔密化”纽工法至今歪已完成很了馒220焰0哨余归万见m震2指的饱和软奴土的加固爹施工，涉商及的领域馆包括机场瓜、港口、掠道路、堆迫场、工厂吨厂区、仓踢库、船坞汇等，范围摩达到上海壳、江苏、刻浙江、广隔东、山东怖、天津、感河北、辽衫宁等省市临，为工程样建设节约腾了数亿元距投资。精应用高真躁空击密工斜法的主要驾项目坏到目前为传止，高真党空击密法郊已经在大比量工程中拿成功应用粉，具体如麻表固1远所示。咱表少1傲狐高真空击屋密法成功漫应用实住例旨显序裂号稀聚工程名圈称倍踢工程象量述(船万凑m2)配施工日掘期晨兵技术要航求面瞎备练注简晚1御上海港外邪高桥二、粉三、四、壶五浊期灰锣400铸1998殃.5~2奇003.捡12字f教a器k室≥崭150k此P蔽a婆大型拖本桨车钱(铺单轮楚压无9T)娘项目被上逝海科委鉴糕定销为抗“饲达国际先灿进水敲平堤”亦。谷每2骗上海浦东乎国际机场捆二跑蹄道粮因110刚2003佣.6~1攀2呆不均匀沉怀降薯<1/1狭00鞭0蒜工后沉棍降猴<10c域m到节约投过资泛200化0蠢万元专家围组鉴定槽为完“蕉国内第乌一稿”征，大大超朋过设计标隙准价。似望3刷上糖海饲F蒙1乏塞刺道裁虏试验路样段气锯200灾2龙年擦泻不均匀沉竟降奖<1/1员200饶

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