軟地盤基處理新工藝高真空擊密法

摘要：高真空擊密法是加固飽和軟土的一種新的工藝方法，本文在對高真空擊密法的技術(shù)要求、工藝流程特別是加固機(jī)理方面進(jìn)行深入討論與分析的基礎(chǔ)上，通過對高真空擊密法近年來在許多重大工程中的成功應(yīng)用的詳細(xì)介紹，說明了該方法不僅具有清晰的理論概念、有效的加固效果和低廉的工程造價(jià)，而且具有廣闊的應(yīng)用前景。關(guān)鍵詞：高真空擊密法;硬殼層;壓力差排水;工后沉降工前完成;成功實(shí)例隨著我國工程建設(shè)的高速發(fā)展，飽和細(xì)顆粒地基土的處理效果與造價(jià)越來越為工程界所關(guān)注。上海港灣軟地基處理工程有限公司在1999年至2003年間，通過多項(xiàng)工程的試驗(yàn)研究，發(fā)明了“高真空擊密法”軟地基處理新工法(國家發(fā)明專利號ZL01127046.2，發(fā)明人：徐士龍——本公司法人)。這是一種快速、質(zhì)量可控、造價(jià)低和適應(yīng)新近沉積及人工沖淤形成的飽和軟土處理的新工法。此專利，從科研到工程應(yīng)用，在上海、廣東、浙江、江蘇、山東、遼寧、湖北、河北、安徽、天津等地的諸多重大工程的軟土地基處理中得到成功應(yīng)用，迄今施工面積已逾3000萬m2，為建設(shè)單位節(jié)約了數(shù)億元資金。高真空擊密法，是通過對需處理的軟土體施加數(shù)遍高真空，并與之結(jié)合施加數(shù)遍相應(yīng)的變能量擊密，達(dá)到降低土體含水量，提高土體密實(shí)度和承載力，減少地基的工后與差異沉降量的地基土處理工法。這是一種使土體形成高真空后施加不同能量級別強(qiáng)夯的工藝。其加固原理為快速動(dòng)力排水固結(jié)。高真空排水—擊密的多遍循環(huán)，兩道工序的有機(jī)結(jié)合和相互作用是該法的獨(dú)特機(jī)理。與其它軟土處理工法相比，高真空擊密法具有下述特點(diǎn)：單位面積施工工期為10~25天，是其它常規(guī)方法的1/3~1/2；工程造價(jià)低，一般僅為常規(guī)工法的40~80%；通過特有工藝可有效控制軟土的含水量、密實(shí)度、工前沉降與差異沉降，快速提高土體的承載力，達(dá)到施工質(zhì)量可控；第一作者介紹:吳價(jià)城(1940-),男,教授級高級工程師,博士生導(dǎo)師,長期從事巖土工程及工程地質(zhì)專業(yè)的科研與技術(shù)工作。通過特有工藝可有效控制軟土的含水量、密實(shí)度、工前沉降與差異沉降，快速提高土體的承載力，達(dá)到施工質(zhì)量可控;可克服真空度沿塑料排水板深層衰減及塑料排水通道存在工后沉降較大的缺陷，以及克服一般強(qiáng)夯法對飽和軟土施工易生產(chǎn)“彈簧土”的缺陷。高真空擊密法的技術(shù)要點(diǎn)高真空擊密法屬快速排水、快速擊密固結(jié)的工法，施工設(shè)計(jì)有下述技術(shù)特點(diǎn)：根據(jù)地層巖性特征采用特制的高真空系統(tǒng)強(qiáng)制調(diào)整土體的含水量，控制需處理的土體逐步接近加固密實(shí)的最優(yōu)含水量；與控制所需處理土體逐步接近最優(yōu)含水量相適應(yīng)，同步用特制的大型擊密設(shè)備對所需處理土體實(shí)施分遍擊密，使之逐步接近最大密實(shí)度；施工中，根據(jù)土體的自振頻率，調(diào)整擊振頻率；根據(jù)不同土體的滲透系數(shù)，含水量，分層多遍強(qiáng)制調(diào)整各層土的真空度，真空氣量、平衡參數(shù)；按地基的處理深度要求，正確計(jì)算各種條件下土體擊密所需的擊振能量；正確確定超孔隙水壓力消散時(shí)間與每遍擊密的固結(jié)恢復(fù)時(shí)間，防止形成“彈簧土”。高真空擊密法的工藝流程通過我公司的大量實(shí)踐，形成了高真空擊密法的下列工藝流程：第一步，在詳細(xì)研究即有地質(zhì)資料的基礎(chǔ)上，對施工現(xiàn)場需處理土體，進(jìn)行詳細(xì)勘察，取得土體的巖性、粒度、含水量、滲透系數(shù)等基礎(chǔ)資料，分析場地飽和軟土的分布規(guī)律及其在豎向的變化，為確定施工參數(shù)提供依據(jù)。第二步，按快速動(dòng)力排水固結(jié)法原理確定施工參數(shù)與控制工后沉降量；第三步，進(jìn)行第一遍高真空擊密；第四步，實(shí)施第一遍處理后的效果現(xiàn)場檢測；第五步，按第四步的資料調(diào)整施工參數(shù)，進(jìn)行第二遍高真空擊密施工；第六步，進(jìn)行第二遍處理后的效果檢測；第七步，進(jìn)一步調(diào)整參數(shù)，進(jìn)行第三遍高真空擊密施工。…….最后，進(jìn)行處理后的主要指標(biāo)檢測，包括工法實(shí)施產(chǎn)生的沉降量的測定，用靜力觸探試驗(yàn)、標(biāo)貫試驗(yàn)及荷載試驗(yàn)、瑞利波法等測定加固土體的Ps、N63.5、fak等指標(biāo)。從上述工藝流程可見，根據(jù)詳細(xì)的地質(zhì)勘察資料和分次的擊密效果檢測資料不斷調(diào)整施工參數(shù)，來逐漸接近設(shè)計(jì)目標(biāo)是本工法一個(gè)主要特點(diǎn)，它體現(xiàn)了實(shí)踐—認(rèn)識—實(shí)踐的不斷深化過程，從而可確保施工的工程質(zhì)量。高真空擊密法對飽和軟土的加固機(jī)理役眾所周值知，強(qiáng)陜夯法處班理飽和投軟土地臣基的關(guān)機(jī)鍵是孔恰隙水的憲排出和場超孔隙鐵水壓力豆的快速請消散。約本工法天既是針刮對這一手關(guān)鍵問慶題進(jìn)行罩研究和腔提出解究決辦法滿的。款高真空兵排水對死飽和軟并土的固伏結(jié)作用菠本工法活的高真?？张潘趯︼柡途o軟土的樹固結(jié)作涌用分為繩兩個(gè)方里面?；@第一遍戴高真空兆排水固袋結(jié)榜地通過特角制與安愿設(shè)的高添真空排離水設(shè)備百的排水留，可迅紙速在所聲需處理瓶的土體腥范圍內(nèi)對生產(chǎn)高呢真空，逆促使孔毅隙水和塘孔隙氣拜體快速厚排出而想導(dǎo)致土例體固結(jié)缺。脊壓力差紅排水固誤結(jié)伯晨第一遍嶼高真空排排水后囑實(shí)施的合高能強(qiáng)燙夯，使饞所處理悔的土體猴在強(qiáng)夯斬產(chǎn)生的攝壓縮波嶄作用下串形成超贈(zèng)孔隙水言壓力和繞在剪切溪波作用場下產(chǎn)生陡剪切破醋壞而形捕成滲水室通道。閘在隨之笛而插入踐的高真鬧空管作兼用下產(chǎn)您生孔隙社水壓力解差而加乞速孔隙甚水排出惡與超孔勻隙水壓潑力消散壞，進(jìn)一屢步導(dǎo)致乞土體的職排水固湖結(jié)。映孔隙水瘋快速排印出和超愿孔隙水憤壓力快粘速消散際下的高斯能強(qiáng)夯示固結(jié)作割用汽由于每穴遍的高支能強(qiáng)夯婦是在高弱真空排旁水及已亦對土體尋產(chǎn)生一牛定的排坐水固結(jié)扯的基礎(chǔ)劑上疊加魂進(jìn)行的峰，此時(shí)佩土的含貞水量大云為降低街，密實(shí)鑰度已有挺所提高麗。因此豬施加強(qiáng)罪夯后夯昌擊效應(yīng)銜得以迅傷速提高釋，土的欺密實(shí)度躲得以快豬速增大慌。高真嗚空排水止與高夯慨能擊密村的互相糠配合與廉共同循座環(huán)作用扒，使飽害和軟土桌體在短輸時(shí)間內(nèi)喉迅速形珍成低含旗水量、弟高密實(shí)禮度的硬絞殼層，棄滿足建授筑物對漿地基土上的荷載蓄與沉降泡要求。噴高真空福擊密法殺對地基缺土工后佩沉降的衰控制擋飽和軟揉土地基若的工后施沉降（鉤包括總交沉降量慮與差異夢沉降）菜是地基趕土處理見的一個(gè)席核心問穗題。高爹真空擊秘密法試寄圖利用積快速動(dòng)郵力排水肌固結(jié)形先成的低皺含水量右、高密賀實(shí)度硬耽殼層克絞服工后趣沉降的粘技術(shù)難敘題。態(tài)地基土式的總沉酒降控制嗓在施工功過程中暈完成貼按設(shè)計(jì)率對地基肌土的承熔載力與耗沉降要煤求，需淡加固的碑軟土體瓜的總沉糞降量，交根據(jù)詳漫勘地質(zhì)炸資料和林設(shè)計(jì)荷貌載，用腫分層總賞和法可按預(yù)先計(jì)阻算出。箱將這一呆計(jì)算出群的總沉火降量作妨為高真擇空擊密題施工的椅控制指間標(biāo)，通認(rèn)過多遍端高真空幻排距水捆—存不同夯脖能擊密墓的反復(fù)券循環(huán)，喉使總沉田降量逐騎步接近渠控制指沾標(biāo)。當(dāng)秋最后一頓遍高真究空擊密另趨近總屯沉降量胳后即可棋停工。吵可以說片，高真查空擊密繪法在一疊個(gè)工程主中實(shí)施批的遍數(shù)監(jiān)與總沉捉降量的著控制直益接相關(guān)害，硬殼怎層的形條成過程索既是總孤沉降完是成的過扎程這一繪效果在艘用高真崖空擊密漿法完成溫的許多福項(xiàng)目中酬得到了輸證實(shí)。隔大面積保的相對許均一的穴硬殼層享可基本填控制和林調(diào)整差毅異沉降緞迄今，矩用高真賣空擊密臨工法實(shí)誓施的工室程，單億項(xiàng)工程目的面積繡均倆在陵1夸0堵萬晨m奪2陰以上，旁最大的搖達(dá)發(fā)16久0綠萬袍m士2鑼，硬殼鐮層的土病體體積膚在往6牙0拿萬慈m3~菌100罩0蒼萬慰m謙3偶以上。睡如此大粱體積的把硬殼體亭，如同服在地基彎以下放管置了一扮個(gè)大面燥積、大足厚度的撫硬土板守。該板驅(qū)在上層柜建筑物鉗的作用壟下，外紹側(cè)受限短，下面奧受壓力枝水頭的書頂托。棗而且下筋層軟土塔難以形送成排水戰(zhàn)通道而設(shè)較難在屈荷載附腥加應(yīng)力場作用下管產(chǎn)生變慕形。只拉要上面食的建筑磨物沒有厚超出設(shè)威計(jì)對地挑基土荷捉載的要貼求，基松礎(chǔ)對地騾基土的枝應(yīng)力大榮多可在則硬殼層謹(jǐn)內(nèi)消散俗，硬殼懲層以下拍土體的框附加應(yīng)小力可能遷遠(yuǎn)比用愁其它方眾法處理劫的軟土瑞下層土圖的小。培用本法稼完成的稼工程在虧使用后身證實(shí)，份人們所拉擔(dān)心的盛后期沉帖降與超叢設(shè)計(jì)的銳差異沉喬降實(shí)際魄要小于膜按土力挎學(xué)力法僻的計(jì)算睜的數(shù)值很，運(yùn)行沈了一年設(shè)多的上決海浦東茫國際機(jī)鋼場第二線跑迅道據(jù)(11六1草萬爹m狀2話，不均青勻沉匠降忽≤魚1/1籌000渾)安、上窗海村F逆1槳塞車唉道備(鮮不均勻弓沉川降衰≤相1/1植200華)逗都完全室滿足了霞設(shè)計(jì)要隨求就是北例證。姥工程實(shí)獲例舒上海港堅(jiān)灣軟地感基處理細(xì)工程有追限公司南采善用捎“板高真空成擊左密蜂”拉工法至裳今已完辣成曲了欄220柄0闖余堡萬獨(dú)m恰2閥的飽和彩軟土的謝加固施稈工，涉櫻及的領(lǐng)聰域包括閘機(jī)場、刃港口、漸道路、說堆場、役工廠廠略區(qū)、倉親庫、船嚴(yán)塢等，兇范圍達(dá)永到上海逃、江蘇艙、浙江登、廣東鍛、山東析、天津嚼、河北鈴、遼寧猾等省市剩，為工凍程建設(shè)蛇節(jié)約了患數(shù)億元浮投資。準(zhǔn)應(yīng)用高智真空擊切密工法檔的主要棋項(xiàng)目煙到目前欠為止，赴高真空牙擊密法憐已經(jīng)在喊大量工啞程中成錦功應(yīng)用燃，具體城如攔表頸1納所示。闊表捷1賄畏高真空脹擊密法受成功應(yīng)曉用實(shí)啟例滔轉(zhuǎn)序藏號弄剖工程名卷稱野厭工程忍量乳(漂萬綿m2)違施工日剛期情劈技術(shù)要瞎求寒慢備訂注薦盡1洗上海港男外高橋票二、三澆、四、旗五耽期圣考400稅199睡8.5胳~20孔03.叫12柱f稿a糟k含≥昌150蔬kP院a宜大型拖啦本好車地(脈單輪萄壓教9T)各項(xiàng)目被治上海科沾委鑒定儀為墾“翼達(dá)國際壩先進(jìn)水枕平刪”膛。弟匙2鬼上海浦困東國際君機(jī)場二傅跑嚴(yán)道京跪110因200美3.6喪~12憲不均勻被沉抖降似<1/站100閥0軟工后沉員降強(qiáng)<10掙cm章節(jié)約投湯資紋200倆0橫萬元專匆家組鑒燦定烈為位“錯(cuò)國內(nèi)第憐一偷”稅，大大喬超過設(shè)困計(jì)標(biāo)準(zhǔn)確。商酒3瘋上死海辣F健1奴塞塔道必碑試驗(yàn)路仗段姑米200穩(wěn)2嫌年皆家不均勻糖沉圓降摩<1/貍120漁0貼

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