超軟淤泥地基處理方法的試驗(yàn)研究

超軟淤泥地基處理方法的試驗(yàn)研究

1次真空預(yù)壓軟基處理試驗(yàn)為了促進(jìn)沿海地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，將土地廢棄整理成解決土地利用不足的有效手段。隨著圍海造陸工程的規(guī)模越來越大,海底淤泥逐漸被用作吹填材料,這樣既解決了淤泥沉積和堆填場地問題,又彌補(bǔ)了吹填材料的不足。但是,吹填后的淤泥是一種典型的新近欠固結(jié)沉積軟土,具有含水率高、孔隙比大、靈敏度高、透水性差、承載力低等特點(diǎn),對這種超軟地基加固處理的關(guān)鍵是如何盡快提高淺層地基承載力,滿足后續(xù)工程建設(shè)的需要真空預(yù)壓法是大面積加固軟土地基的常用方法。由于淤泥吹填地基承載力幾乎為零,采用常規(guī)的真空預(yù)壓法,將因施工設(shè)備出現(xiàn)“陷機(jī)”現(xiàn)象而無法正常施工本文依托某大面積吹填軟基處理試驗(yàn)區(qū),采用二次真空預(yù)壓軟基處理方法對試驗(yàn)區(qū)內(nèi)超軟地基進(jìn)行處理,即第一次采用無砂墊層真空預(yù)壓法對新吹淤泥土進(jìn)行固結(jié),第二次采用有砂墊層進(jìn)行真空預(yù)壓。通過現(xiàn)場試驗(yàn),研究淺層加固機(jī)理、施工工法,分析加固效果。2超軟超高水沙體的基根據(jù)勘察資料,工程場地原地基土主要為海相、沖海相的含細(xì)砂淤泥、淤泥軟土,該層土具有高壓縮性和低強(qiáng)度等特點(diǎn),屬典型軟土地基,厚度達(dá)20m以上。其上部為近海水力吹填所形成的淤泥,平均層厚約3.5m,呈流動態(tài),強(qiáng)度極低,含水率高達(dá)130%以上,孔隙比大,基本無承載力,屬于典型的超軟超高含水率軟土。新吹填淤泥層基本參數(shù)見表1。3基加固效果及監(jiān)測方案整個(gè)試驗(yàn)區(qū)分為地塊區(qū)和道路區(qū),其中道路區(qū)采用二次真空預(yù)壓軟基處理方法。一次豎向排水板打設(shè)至原灘面,二次軟基處理根據(jù)設(shè)計(jì)道路標(biāo)高不同,采用不同的深度處理。為指導(dǎo)現(xiàn)場施工、評價(jià)地基加固效果,在現(xiàn)場對膜下真空度、地表沉降、孔隙水壓力、分層沉降以及水位進(jìn)行了監(jiān)測,典型區(qū)塊監(jiān)測儀器布置見圖1,監(jiān)測儀器剖面見圖2。膜下真空度采用真空表測量。真空表安裝時(shí)應(yīng)注意密封性,與其連接的測頭布置在排水支管組成網(wǎng)絡(luò)的中心位置,置于無紡布下或水平砂墊層下10cm左右。沉降量通過沉降板測量,沉降板在鋪設(shè)密封膜之后人工埋設(shè),埋設(shè)時(shí)用土工布包裹板體,防止破壞密封膜?？紫端畨毫Σ捎每紫端畨毫τ?jì)測量,一次處理區(qū)采用壓入埋設(shè)法,二次處理區(qū)采用鉆孔埋設(shè)法,每孔埋設(shè)一支孔壓計(jì)。分層沉降采用磁環(huán)測量,鉆孔埋設(shè)。水位由水位孔觀測。4試驗(yàn)結(jié)果的分析4.1地表沉降過程曲線第一次預(yù)壓采用無砂墊層真空預(yù)壓法。在抽真空初期,膜下真空度隨開泵率增加上升明顯,各區(qū)塊在膜下真空度達(dá)80kPa后整體維持了較好的真空壓力,局部受膜面維護(hù)、返漿處理、停電等影響有所下降,但及時(shí)處理后迅速恢復(fù)。預(yù)壓后期受開泵率下降和現(xiàn)場停泵取土等影響,部分區(qū)塊真空壓力出現(xiàn)明顯波動。典型真空度隨時(shí)間變化見圖3。圖4為典型區(qū)塊地表沉降過程曲線。各區(qū)塊在抽真空初期,地基沉降顯著,當(dāng)膜下真空壓力達(dá)80kPa后,沉降速率逐漸減小,地基變形進(jìn)入漸變收斂階段,直至達(dá)到設(shè)計(jì)要求的卸載標(biāo)準(zhǔn)。真空預(yù)壓一次處理累計(jì)沉降量351~849mm,平均583mm。4.2次沉降時(shí)基層土體沉降量第二次處理采用有砂墊層的真空預(yù)壓法進(jìn)行。圖5為二次真空預(yù)壓處理中真空度變化曲線。由于砂墊層提高了真空壓力的傳遞效果,抽真空初期膜下真空壓力上升迅速,大部分區(qū)塊在抽真空1~2周內(nèi)即達(dá)到80kPa以上,之后的預(yù)壓期整體維持了較好的真空壓力,局部因外部因素影響有所下降,但及時(shí)處理后壓力恢復(fù)迅速。圖6為二次處理典型區(qū)塊累計(jì)沉降量分布圖。各區(qū)塊在抽真空初期地基沉降顯著,當(dāng)壓力穩(wěn)定后沉降速率逐漸減小,進(jìn)入漸變收斂階段,直至卸載標(biāo)準(zhǔn)。各區(qū)累計(jì)沉降量隨排水板處理深度的增加而明顯增加,表明排水板處理深度和抽真空時(shí)間對地基變形影響顯著,排水板底高程-3.5m區(qū)塊,沉降量為664~1086mm,平均857mm;排水板底高程-9.0m區(qū)塊,沉降量為916~1074mm,平均為983mm;排水板底高程-19.0m區(qū)塊,沉降量為940~1483mm,平均1307mm。圖7~8分別為二次處理典型區(qū)塊孔隙水壓力變化曲線和累計(jì)消散分布。抽真空初期,隨著膜下真空壓力的增加,土體孔隙內(nèi)的水體不斷被排出,地基土層不同深度處的孔隙水壓力均產(chǎn)生一定程度的消散;預(yù)壓后期孔隙水壓力消散曲線趨于平緩,個(gè)別區(qū)塊受真空壓力下降影響,孔隙水壓力出現(xiàn)明顯反彈。整個(gè)預(yù)壓期內(nèi),淺層孔隙水壓力消散明顯,隨著埋深的增加整體呈現(xiàn)遞減趨勢,埋深大于15m的孔隙水壓力消散效果不明顯。在真空壓力作用下,地基各土層均產(chǎn)生一定程度的壓縮。統(tǒng)計(jì)時(shí)間段內(nèi)各區(qū)塊地表累計(jì)沉降量為156~1800mm,分層沉降量第一個(gè)磁環(huán)為83~1338mm,該層土體壓縮量74~488mm,占總壓縮量21%~57%;第二個(gè)磁環(huán)為73~1050mm,該層土體壓縮量10~159mm,占總壓縮量0~21%;淺層土體壓縮量占總壓縮量的34%~80%,較好反映了真空壓力與土層固結(jié)變形的規(guī)律。5加固效果及現(xiàn)場試驗(yàn)(1)采用無砂墊層真空預(yù)壓法可以對新吹淤泥土進(jìn)行加固處理,解決了常規(guī)真空預(yù)壓法因地基承載力過低而無法施工的問題。工程實(shí)踐和現(xiàn)場試驗(yàn)結(jié)果表明,該方法加固效果良好。(2)現(xiàn)場試驗(yàn)表明,對超軟淤泥地基在采用無砂墊層真空預(yù)壓法進(jìn)行一次預(yù)壓處理的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步采用有砂墊層的真空預(yù)壓法進(jìn)行二次預(yù)壓可以進(jìn)一步提