軟基處理新技術(shù)低位高真空分層預(yù)壓擊密法課件

1、 軟地基處理專利新技術(shù) 低位高真空分層預(yù)壓擊密法上海港灣軟地基處理設(shè)計(jì)研究院上海港灣軟地基處理工程（集團(tuán)）有限公司汪 文 彬針對深厚淤泥層，即能滿足工后沉降要求，又能滿足承載力要求，開發(fā)了該項(xiàng)技術(shù)： 利用低位預(yù)壓，控制消除深層土體的適量沉降； 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； 采用分層預(yù)壓擊密的方法來達(dá)到設(shè)計(jì)承載力、工后沉降、差異沉降的要求。該工法具有以下優(yōu)點(diǎn)： 處理深度深 質(zhì)量可控 造價(jià)低 工期短 施工工藝示意圖第一步第二步砂墊層-插排水板插排水板及鋪設(shè)真空膜高真空擊密運(yùn)行運(yùn)行拆除真空膜快速“低位高真空分層預(yù)壓擊密法”高真空擊密法施工流程示意圖安裝垂直真空管安裝水平真空管

2、運(yùn)行高真空系統(tǒng)高真空擊密多遍高真空擊密快速“高真空擊密法（HVDM）”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，分步降低含水量，提高密實(shí)度、承載力，減少工后沉降和差異沉降。1、“高真空擊密法”簡介國內(nèi)外重大項(xiàng)目成功應(yīng)用超8000萬，得到社會高度認(rèn)可，并做到： 環(huán)保零污染 造價(jià)節(jié)約30% 工期節(jié)省50% 質(zhì)量可控“高真空擊密法”三大理論創(chuàng)新“壓差”主動排水超固結(jié)硬殼層超固結(jié)硬殼層作用下不留排水通道的工后沉降估算“壓差”主動排水 利用擊密產(chǎn)生的超孔隙水壓力為“正壓”，抽真空產(chǎn)生的力為“負(fù)壓”，人為制造“壓差”，其數(shù)值能超過

3、一個(gè)大氣壓。 擊密高真空高真空“壓差”作用帶來三點(diǎn)規(guī)范的突破高真空排水結(jié)合數(shù)遍變能量擊密，人為多遍制造超過一個(gè)大氣壓的“壓差”，擴(kuò)大了規(guī)范中真空井點(diǎn)在低滲透性軟土排水的應(yīng)用范圍。采用高真空擊密，擴(kuò)大了強(qiáng)夯的應(yīng)用范圍，使“飽和軟土不宜強(qiáng)夯”成為過去。通過“壓差”作用，加快孔隙水壓力的消散，縮短了軟土二遍擊密間隙時(shí)間，間隙時(shí)間從規(guī)范的“不小于3-4周” 縮短為 “5-10天” ，大大縮短了工期。“壓差”的作用，飽和軟土夯成“彈簧土”的可能降低e1e0e2e3e從e- log曲線可以看出：經(jīng)過多遍擊密后，土體孔隙比逐步減小，達(dá)到了地基加固的目的?！皦翰睢敝鲃优潘哪康木褪窃黾映紫端畨毫Φ南⒙?。e

4、-log 曲線分析沖擊荷載作用下塑性區(qū)的分布分析（飽和土）沖擊荷載作用下塑性區(qū)的分布分析（飽和度=0.8）隨著飽和度的降低，塑性區(qū)的面積逐漸減小，降低形成“彈簧土”的風(fēng)險(xiǎn)，提高擊密的效率。超固結(jié)硬殼層超固結(jié)硬殼層厚度的確定:應(yīng)力擴(kuò)散角a的計(jì)算承載力的計(jì)算 上部荷載及硬殼層自重經(jīng)硬殼層擴(kuò)散后的附加應(yīng)力 f 需小于1.1倍的下臥層的地基承載力fak，即 f (hx) 1.1fak通過數(shù)遍“壓差”作用，土體經(jīng)過高能量動應(yīng)力的作用，有效應(yīng)力大大增加，使表層形成一定厚度的超固結(jié)硬殼層。硬殼層應(yīng)力擴(kuò)散示意圖Pffakhx硬殼層軟弱下臥層Pffakhx硬殼層軟弱下臥層aP超固結(jié)硬殼層作用下不留排水通道的工后

5、沉降采用“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(shí)拔除真空管，所以施工結(jié)束后不留排水通道，從而大大減緩沉降速率、減小沉降量。滲徑短留排水通道硬殼層軟弱下臥層滲徑長不留排水通道硬殼層軟弱下臥層名稱一區(qū)(50萬)二區(qū)(46萬)處理方法塑料排水板+強(qiáng)夯置換高真空擊密法施工沉降約44cm約60cm施工工期10個(gè)月4個(gè)月兩年工后總沉降量31cm14cm工后沉降估算成功實(shí)例（寧波港三期）“高真空擊密法”工藝流程“高真空擊密法”的施工照片液壓插管真空系統(tǒng)布置高真空泵系統(tǒng)擊密設(shè)備“高真空擊密法”的信息化施工施工過程中各項(xiàng)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超孔

6、隙水壓力消散時(shí)間在避免土體形成“彈簧土”的基礎(chǔ)上，對地基土進(jìn)行有效擊密2、造價(jià)低 造價(jià)較常規(guī)方法節(jié)約30%左右（僅上海地區(qū)，近年節(jié)約超20億元）。“高真空擊密法”的優(yōu)點(diǎn)1、環(huán)保零污染高真空擊密法是純物理方法，施工過程中無需向土體中摻入任何固化劑或外加劑，真正做到了對環(huán)境的零污染 3、工期短 通過人為制造一個(gè)“壓差”，使得傳統(tǒng)方法中的軟土孔隙水壓力自然消散時(shí)間從3-4周縮短為5-10天。因此，采用該工法工期較常規(guī)方法節(jié)約50%左右。4、質(zhì)量可控承載力控制：對于不同承載力要求，通過調(diào)整硬殼層的硬度和厚度，有效控制地基承載力。工后沉降、差異沉降的控制：劃分不同的施工小區(qū)通過調(diào)整施工參數(shù)，有效控制每一

7、施工小區(qū)的施工沉降，從而使工后沉降、差異沉降滿足設(shè)計(jì)要求。典型工程案例 珠海情侶北路南段（32萬）（06、07年）吳江市鱸鄉(xiāng)南路南延伸段（20萬）（09年）印度尼西亞龍灣3315MW燃煤電廠工程（80萬）（07、08年）珠海情侶北路(南段)(石坑山段，約5km)，已建成 珠海市情侶北路(南段）道路軟基處理（處理面積約32萬平方米）場地地質(zhì)條件復(fù)雜，淤泥層厚度差異大，厚度022m；地基承載力低，淤泥呈流塑狀。土性指標(biāo)淤泥1亞粘土2礫質(zhì)粘性土含水率w63.130.724.9孔隙比e01.740.860.81塑性指數(shù)Ip22.4614.713.50液性指數(shù)IL1.430.58-0.07壓縮系數(shù)a1-

8、2MPa-11.5130.3710.4壓縮模量ES1-2MPa1.855.065.09固結(jié)系數(shù)CV10-4cm2/s16.9CH22.6滲透系數(shù)KV10-8cm/s8.23處理前場地淤泥包處理淤泥包處理前場地淤泥包場地處理后開挖后淤泥處理效果地基承載力130KP、回彈模量30MP、工后沉降30CM；并可滿足市政工程管線施工開挖、敷設(shè)要求。地基處理效果靜探指標(biāo)在表層4m內(nèi)形成硬殼層，表層吹填砂提高100%-150%左右。淤泥質(zhì)土、淤泥層、亞粘土層等的Ps 值比施工前提高100左右。地基處理效果回彈模量指標(biāo)：地基處理完成后，場地土基的回彈模量平均值45.7MPa，遠(yuǎn)超設(shè)計(jì)要求。地基承載力指標(biāo)：現(xiàn)場

9、載荷板試驗(yàn)結(jié)果表明，場地地基承載力等于或超過130kPa，滿足設(shè)計(jì)要求。地基處理效果計(jì)算分析預(yù)測平均最終沉降為1184mm ，施工中平均完成沉降1007mm，固結(jié)度平均達(dá)到85%。處理后排污管線開挖現(xiàn)場情侶北路（南段）市政道路軟基處理工程處理質(zhì)量檢測處理前后土的物理力學(xué)性質(zhì)對比測試(長勘院) 本次檢測在軟基處理路段鉆探了6個(gè)鉆孔（與原勘探點(diǎn)相同），進(jìn)行室內(nèi)土的物理力學(xué)性質(zhì)及標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)、靜力觸探試驗(yàn)、十字板剪切試驗(yàn)等原位測試。將軟基處理前后的試驗(yàn)指標(biāo)進(jìn)行對比。路基在進(jìn)行軟基加固處理后其上部地層（填筑土、吹填砂及淤泥質(zhì)粘土）的承載能力有較大程度提高，而其下部地層的承載能力變化不大或基本無變化。

10、結(jié)論：軟基加固處理對地基承載能力有改善，影響深度大致為012米左右。路基軟土工程特性有明顯改善，處理效果明顯。. 土基回彈模量檢測(長勘院) 結(jié)論：通過249個(gè)檢測點(diǎn)可知，道路土基回彈模量范圍植30.570.1Mpa,平均值47.5，標(biāo)準(zhǔn)值46.7。均滿足回彈模量不小于30Mpa的道路設(shè)計(jì)要求。. 平板載荷試驗(yàn)(市質(zhì)檢站) 結(jié)論：通過42個(gè)檢測點(diǎn)可知，均滿足地基承載力不小于130Kpa的設(shè)計(jì)要求。 . 施工過程沉降監(jiān)測(市質(zhì)檢站)結(jié)論：通過對11個(gè)分區(qū)連續(xù)檢測，均滿足設(shè)計(jì)要求。主要的土層至上而下為：1淤泥：灰黑色，流塑，夾腐植物及有機(jī)質(zhì)，有淤臭味，為近代河道淤積浮泥，層厚0.50.8m。2素填

11、土：灰褐灰黃色，松軟，以粘性土為主，夾有植物根莖，厚度0.51.6m。工程性質(zhì)極差，承載力60kPa。亞粘土：灰黃色，軟塑為主，局部粉質(zhì)含量較高，流塑。含鐵錳質(zhì)氧化斑點(diǎn)。層頂標(biāo)高0.822.31m，厚度0.82.2m。工程性能偏差，承載力80kPa。淤泥質(zhì)亞粘土：灰色，流塑。含少量有機(jī)質(zhì)（含量為1.091.25%，平均為1.17%），局部夾有薄層泥炭。層頂標(biāo)高-0.400.44m，厚度9.014.2m，工程性能差，承載力50kPa。 亞砂土：灰黃色，中密，飽和，薄層理發(fā)育，夾有薄層狀亞粘土，層頂標(biāo)高-12.74-12.26m，厚度0.91.00m。該土層擬建道路局部的分布。系中等壓縮性，中低強(qiáng)

12、度土層，工程性能一般。吳江市鱸鄉(xiāng)南路南延伸段土層號土的名稱含水量W孔隙比飽和度液限塑限塑性指數(shù)液性指數(shù)壓縮系數(shù)壓縮模量比貫入阻力PS（%）e（%）（%）（%）（）（）（Mpa-1）（MPa）（MPa）1素填土29.50.8399532.720.212.50.760.2816.350.832亞粘土34.30.93510032.221.410.81.210.3715.110.913淤泥質(zhì)亞粘土46.21.2839736.522.813.81.720.8052.640.434亞砂土5.16處理要求：工后沉降不大于2030cm。土基頂面的回彈模量不小于3040MPa。土基頂面承載力不小于110kPa。

13、沉降觀測點(diǎn)位平面布置圖K2+145處3m深度孔隙水壓力變化-時(shí)間曲線K2+145處7m深度孔隙水壓力變化-時(shí)間曲線K2+145處9m深度孔隙水壓力變化-時(shí)間曲線靜力觸探曲線 印尼龍灣電廠軟基處理工程印度尼西亞龍灣3315MW燃煤電廠工程（PLTU 3 BANTEN 3315MW） 是印度尼西亞共和國國家重點(diǎn)工程，地基處理面積80萬m2。層：淤泥質(zhì)土（流塑 軟塑）：全場分布，厚度928m。層：可塑狀粘性土夾稍密粉砂（可塑硬塑）：一般厚度為710m，少數(shù)為1618m。層：粉砂層（密實(shí)）：可以作為樁端持力層，樁進(jìn)入該層應(yīng)有足夠的深度。層堅(jiān)硬粘性土和很密粉砂：可作為良好的樁端持力層或樁端下臥層。設(shè)計(jì)要

14、求（1） 層土地基承載力不小于100kPa ；（2）場地土體的固結(jié)度達(dá)到90%以上；地質(zhì)情況分層代號天然含水量重力密度比重孔隙比飽和度液限塑限塑性指數(shù)液性指數(shù)濕干dGseSrLpIPIL%kN/m3kN/m3/%/185157.52.572.43959530650.93268158.52.601.943959330620.615516102.601.5958530500.544717122.621.2959029600.23粘性土層的物理力學(xué)參數(shù)，典型鉆孔柱狀圖。從圖可以看出，真空運(yùn)行3個(gè)月后，沉降趨于穩(wěn)定，總沉降在6070cm；而膜下真空度基本保持在80kPa以上，說明真空運(yùn)行情況良好。1沉降曲線主場區(qū)膜下真空度運(yùn)行情況靜力觸探曲線。深度(m)處理前勘測點(diǎn)SDC06（kg/cm2）處理后勘測點(diǎn)CPT-30（kg/cm2）處理前后對比增加值(%)1257482336100343710645361295637150673818078321556893257799105355731112221213231