高真空擊密法施工工藝課件

1、高真空擊密法施工工藝1軟地基處理新技術(shù)上海港灣軟地基處理設(shè)計研究所同濟大學(xué)地下建筑與工程系高真空擊密法施工工藝2一、現(xiàn)有的軟地基處理技術(shù)l復(fù)合地基法：水泥土攪拌樁、粉噴樁、碎石樁等；優(yōu)點：承載力高、變形小、穩(wěn)定快 缺點：造價高l強夯法；優(yōu)點：設(shè)備簡易、施工方便、工期相對較短、節(jié)省材料、造價較低缺點：飽和軟土質(zhì)量不可控，易形成彈簧土高真空擊密法施工工藝3一、現(xiàn)有的軟地基處理技術(shù)l排水固結(jié)法：真空或堆載預(yù)優(yōu)點：技術(shù)成熟；影響深度大缺點：工期長采用真空預(yù)壓的，承載力80kpa,且施工中容易漏氣造成質(zhì)量問題采用堆載預(yù)壓的，造價高高真空擊密法施工工藝4二、快速“高真空擊密法”軟地基處理工法l快速“高真空

2、擊密法”軟地基處理工法是一種新型快速真空動力排水固結(jié)法，它是通過數(shù)遍高真空擊密制造”壓差” 排水，并結(jié)合數(shù)遍合適的變能量擊密，逐步達到降低土體的含水量，提高密實度、承載力，減少地基工后沉降和差異沉降。高真空擊密法施工工藝52.1 快速“高真空擊密法”的理論創(chuàng)新l“壓力差主動排水”：人為多次制造“壓差”，即利用適當(dāng)?shù)哪芰繐裘墚a(chǎn)生的超靜孔隙水壓力為“正壓”，然后同步插入高真空管產(chǎn)生“負(fù)壓”，“正壓”和“負(fù)壓”形成可大于一個大氣壓的“壓差”，進而可以達到低滲透軟土含水量逐步降低的目的。l“超固結(jié)硬殼層”： 由于“高真空大能量擊密”多次相互作用（等效靜壓力可達300-500mpa），使軟土表層形成“超

3、固結(jié)硬殼層”，經(jīng)應(yīng)力擴散能較好的增大地基的抗變形能力。l“硬殼層作用下不留排水通道工后沉降估算”：通過大量的科研和實踐證明，由于高真空擊密施工后不留排水通道，工后沉降的速率和工后沉降量將明顯小于常規(guī)計算。高真空擊密法施工工藝62.2 快速“高真空擊密法”的設(shè)計要素l采用特制的高真空系統(tǒng)強制調(diào)整土體的含水量，控制需處理的土體逐步接近最優(yōu)含水量；l在需處理土體分遍逐步接近最優(yōu)含水量的同時，采用特制的大型擊密設(shè)備分遍擊密需處理的土體，逐步接近最大密實度；l根據(jù)處理土體的自振頻率，調(diào)整擊振頻率；l正確計算被處理土體超空隙水壓力的消散時間，合理確定土體每遍擊密的固結(jié)恢復(fù)時間，嚴(yán)防“彈簧土”的形成l根據(jù)不

4、同土體的滲透系數(shù)、含水量，分層多遍強制調(diào)整各層的真空度、真空氣、平衡參數(shù)；l根據(jù)地基的處理深度要求，正確計算各層不同土體擊密所需的擊振能量。高真空擊密法施工工藝72.3 快速“高真空擊密法”的優(yōu)點1、造價低：l造價較常規(guī)方法節(jié)約30%左右；2、工期短：l工期較常規(guī)方法節(jié)約50%左右；3、質(zhì)量可控：l通過施加不同的夯擊能量控制地基承載力，通過控制施工沉降而有效控制工后沉降；通過采用不同的施工參數(shù)，區(qū)域差異沉降工前有效控制進而可以減小工后差異沉降；4、施工環(huán)保：l地基處理過程中不加入任何添加劑，無泥漿等廢棄物排出。高真空擊密法施工工藝82.4 快速“高真空擊密法”施工流程高真空擊密法施工工藝92.

5、5 快速“高真空擊密法”施工工藝以上三種方案結(jié)合使用高真空擊密法施工工藝102.6 快速“高真空擊密法”的信息化施工l對分部流程各項指標(biāo)檢測并調(diào)整施工參數(shù)含水量靜力觸探等原位測試擊振頻率擊振能量真空度調(diào)整超孔隙水壓力消散時間在避免土體發(fā)生破壞的基礎(chǔ)上，對地基土進行有效擊密高真空擊密法施工工藝11三、快速“高真空擊密法”技術(shù)介紹3.1壓力差排水l適能量擊密產(chǎn)生的孔隙水壓力為“正壓”，高真空通過插入的真空管產(chǎn)生“負(fù)壓”，從而產(chǎn)生“壓差”（可達1.2-1.5個大氣壓）；l“壓差”的形成使得低滲透系數(shù)軟土孔隙水排出；l通過人為多次制造“壓差”，使得軟土含水量逐步降低，承載力逐步提高。高真空擊密法施工工

6、藝123.1-1 高真空+多遍擊密下土應(yīng)力的變化高真空擊密法施工工藝131500knm沖擊荷載下飽和土的塑性區(qū)高真空擊密法施工工藝141500knm沖擊荷載下非完全飽和土的塑性區(qū)高真空擊密法施工工藝153.1.2 結(jié)論l如上可見，多遍沖擊過程中孔壓消散率越高，強度增長也越明顯，同時減輕了沖擊荷載對土的結(jié)構(gòu)破壞，大大降低了夯擊過程中地基土出現(xiàn)“橡皮土”的風(fēng)險。l高真空擊密法就是通過增加多遍高真空排水工序，來達到提高強夯擊密效果的目的。但高真空排水不是強夯法的輔助手段，而至少是與強夯法同等重要的工序。高真空擊密法施工工藝163.2 “快速”的機理l通過調(diào)整真空管的間距、真空度、時間等，控制軟土中的

7、孔隙水消散時間，使得原規(guī)范中的軟土孔隙水自然消散時間從3-4周縮短為5-7天。l一般工程設(shè)計中采用3-4遍“高真空擊密法”，施工總時間僅為21-28天。高真空擊密法施工工藝173.3 施工參數(shù)的控制工后沉降的控制：l通過調(diào)整地基處理深度，“高真空擊密”處理遍數(shù)等施工參數(shù)，有效控制每一區(qū)域的施工沉降，從而使工后沉降滿足設(shè)計要求差異沉降的控制：l將施工區(qū)域按差異沉降的精度要求劃分若干施工小區(qū)，不同地質(zhì)的小區(qū)通過控制采用不同施工參數(shù)，控制處理范圍內(nèi)軟土的差異沉降，使得工后的差異沉降滿足設(shè)計要求高真空擊密法施工工藝183.4 超固結(jié)硬殼層l在“高真空擊密”作用下，通過控制“高真空”施工遍數(shù)，逐步增大擊

8、密的能量，使軟土表層形成一個超固結(jié)的“硬殼層”，大幅度增加應(yīng)力擴散角，大大增加地基的抗變形能力。高真空擊密法施工工藝193.7 硬殼層作用下無排水通道工后沉降估算l采用“高真空擊密法”施工，用真空管取代塑料排水板。由于施工結(jié)束時拔除真空管，所以施工結(jié)束后不留排水通道。不留排水通道的工后沉降與排水固結(jié)法工后沉降的修正系數(shù)為 （0.3 10mpa；層粉土地基承載力特征值120kpa，es8mpa。l2地基處理后層或?qū)酉夯８哒婵論裘芊ㄊ┕すに?6青島大煉油工程檢測結(jié)論l本場地在最大檢測揭露深度8.2m范圍內(nèi)的地層，表層為素填土，上部為第四系全新統(tǒng)海相沉積的粉土層及上更新統(tǒng)花崗巖殘坡積土，下部為

9、燕山期花崗巖。l經(jīng)過高真空擊密預(yù)處理后，場地第層素填土承載力特征值達到150kpa,第層粉土承載力特征值為120kpa;壓縮模量建議值es為8.0mpa.l如本場地按7度進行抗震設(shè)防，設(shè)計基本地震加速度值按0.1g，設(shè)計地震分組按第一組考慮，地基經(jīng)“高真空擊密”預(yù)處理后，本場地第層粉土不具有液化潛勢，場地為非液化場地。高真空擊密法施工工藝474.5上?；^(qū)（粉土）“高真空擊密”與振沖碎石樁效果比較高真空擊密法施工工藝48上?；^(qū)高真空擊密法（粉土）高真空擊密法施工工藝49粉土地基振沖碎石樁樁間土高真空擊密法施工工藝50粉土地基振沖碎石樁樁身由此可見，粉土中、hvdm加固后，標(biāo)貫擊數(shù)明顯好于

10、振沖碎石樁的樁間土，表層2m效果也較好于碎石樁樁身高真空擊密法施工工藝51靜載試驗比較靜載實驗也比較理想高真空擊密法施工工藝52五、“高真空擊密法”擴展技術(shù)l快速“低位高真空分層預(yù)壓擊密”軟地基處理方法 （國家發(fā)明專利號2.9 ）l 快速“高真空擊密、樁基”復(fù)合軟地基處理方法（國家專利申請?zhí)?.5 ）高真空擊密法施工工藝535.1 “低位高真空分層預(yù)壓擊密”為了有效控制深厚淤泥工后沉降、差異沉降，公司又開發(fā)快速“低位高真空分層預(yù)壓擊密”復(fù)合軟地基處理方法：l“低位高真空分層預(yù)壓擊密法”軟地基處理方法是在快速“高真空擊密法” 軟地基處理專利技術(shù)的基礎(chǔ)上進一步改進、研制成功的一種軟地基處理專利技術(shù)

11、。l本工法利用低位高真空預(yù)壓，解決深層工后沉降的問題，然后利用高真空擊密法，在淺層形成一定厚度的超固結(jié)硬殼層，解決承載力的問題。l優(yōu)點為利用低位高真空預(yù)壓，控制深層工后沉降；表層“高真空擊密”使地基土形成超固結(jié)硬殼層，以滿足附加荷載的承載力及地基土變形的要求。l該工法處理深度深、造價低、工期快、質(zhì)量可控。高真空擊密法施工工藝54低位高真空分層預(yù)壓擊密法工程實例l寧波航空港物流標(biāo)準(zhǔn)倉庫l2005年上海臨港工業(yè)大電氣項目高真空擊密法施工工藝555.1.1寧波航空港物流標(biāo)準(zhǔn)倉庫高真空擊密法施工工藝56寧波航空港物流標(biāo)準(zhǔn)倉庫l寧波航空港物流標(biāo)準(zhǔn)倉庫，道路淤泥厚26米，經(jīng)本專利技術(shù)快速處理，工后沉降、承

12、載力都滿足設(shè)計要求。高真空擊密法施工工藝57寧波航空港物流標(biāo)準(zhǔn)倉庫施工現(xiàn)場高真空擊密法施工工藝585.1.2 2005年上海臨港工業(yè)大電氣項目高真空擊密法施工工藝592005年上海臨港工業(yè)大電氣項目2005年上海臨港工業(yè)大電氣項目，地質(zhì)主要為新吹填粉土夾淤泥，人機不能進入。通過“低位高真空分層預(yù)壓擊密”方法處理，承載力從3040kpa快速提高到100120kpa。高真空擊密法施工工藝602005年上海臨港工業(yè)大電氣項目施工后情景高真空擊密法施工工藝615.2hvdm+hvdm+樁基復(fù)合地基樁基復(fù)合地基l為了滿足高承載力設(shè)計的需要，公司二次開發(fā)了快速“高真空擊密、樁基”復(fù)合軟地基處理方法(專利申

13、請?zhí)枺簔l 2005 1 0134966.5)高真空擊密法施工工藝62hvdm+hvdm+樁基復(fù)合地基樁基復(fù)合地基應(yīng)用實例應(yīng)用實例l山東黃島10萬m3的石油儲備罐l亞洲鋁廠 高真空擊密法施工工藝635.2.1山東黃島10萬m3的石油儲備罐高真空擊密法施工工藝64山東黃島10萬m3的石油儲備罐l山東黃島10萬m3的石油儲備罐，成功的用hvdm結(jié)合樁基，使原地質(zhì)承載力4050kpa通過hvdm處理達到120kpa，再結(jié)合碎石樁，提高到210kpa，造價節(jié)省，工期縮短，并有效解決了碎石樁的軟地基離散現(xiàn)象。高真空擊密法施工工藝65山東黃島10萬m3的石油儲備罐高真空擊密法施工工藝665.2.2亞洲鋁廠高真空擊密法施工工藝67亞洲鋁廠l亞洲鋁廠高精密流水車間，地質(zhì)土層復(fù)雜，工后沉降要求高（小于5cm），經(jīng)hvdm+水泥攪拌樁，形成復(fù)合地基，有效控制工后沉降和差異沉降。造價比原方案節(jié)約30%以上，工期60%以上，獲外方設(shè)計高度評價并要求合作全力推廣。高真空擊密法施工工藝68亞洲鋁廠高真空擊密法施工工藝69六、專利技術(shù)發(fā)展應(yīng)用簡介l2000年：快速“高真空擊密法”開發(fā)成功l2001年：上海市科委鑒定達到國際先進水平l2006年：獲上海市科技委科技成果獎l2006年：中央電視臺科技頻道科技之光專題報導(dǎo)l2007年：公司與同濟大學(xué)、河海大學(xué)、浙江大學(xué)、大連理工大學(xué)、解放