真空预压法处理地基施工中的问题及对策

真空预压法处理地基施工中的问题及对策

航道疏浚土造林随着经济的快速发展，土地资源的需求变得越来越稀缺。特别是在沿海地区等经济发达地区，大规模的港口和海堤建设突出了土地资源的供求矛盾。因此,围垦造陆已经成为我国沿海地区缓解土地资源紧张最常用和最为有效的方法。在我国某港主要以填海造陆为主,材料为航道疏浚土。而航道疏浚土以淤泥质粘土为主,地基承载力差,吹填陆域形成后需要进行特殊的地基处理,地基承载力才能满足后续用地要求。传统的真空预压方法是在软土层表面铺设砂垫层,但由于砂源紧张,考虑采用无砂垫层的方法进行真空预压地基处理,并进行了相关的科研试验一、施工工艺流程真空预压法处理吹填土,是在原吹填土上铺垫一层砂垫层,作为水平排水体,再向吹填土塑料排水板作为竖直排水体。将真空膜铺设在砂垫层上,薄膜四周埋入土中,并在砂垫层中的设置水平管道。当对真空膜下的空气进行抽出时,使其形成相对负压,使塑料排水板和塑料排水板周围的土体之间形成孔压差,使土体中的孔隙水流入塑料排水板并被排出,以达到快速固结的作用在我国某港临港工业区采用的有砂垫层真空预压法主要有两种:一次抽真空、两次抽真空预压法。两种施工工艺如图1、图2所示。从施工工艺流程图上可知,有砂一次真空预压软基处理方法直接在原始吹填土上铺编织布和竹笆,然后吹填砂垫层。而有砂二次真空预压软基处理方法,需要在第一次真空预压结束之后,进行砂垫层的铺设。后者相对于前者在材料的使用和工期上存在弊端,但是成功率相对较高。例如,有砂二次真空预压处理方法,在进行砂垫层的铺设很少会出现翻浆现象,同时有利于打板机的施工。最后,二者有一个共同的特点:必须使用砂垫层。在我国某港临港工业区采用的无砂垫层真空预压法,主要是针对二次抽真空处理方案。无砂垫层真空预压法的做法是将塑料排水板与软式透水管绑扎,形成水平排水系统,软式透水管与抽真空系统直接连接。其中透水软管和其他透水性材料(如无纺土工布)构成无砂垫层,其功能与砂垫层相同。无砂垫层真空预压法的施工工艺流程如图3,剖面图如图4。从排水机理的理论角度分析,无砂垫层处理方法的排水系统由塑料排水板、滤管、土工格栅、土工布等组成。如果无砂垫层的排水系统功能与砂垫层相同,有一定的透水性能,并能满足排出抽吸上来的水流量要求,则在理论上是可行的。从施工可行性的实践角度分析,在施工过程中最核心的施工机械是打板机和真空泵。对于真空泵,使用两种方法基本相同。而对于自重大的打板机而言,二者有着明显的区别。有砂垫层相对提高了地基的承载力,有利打板机施工。无砂垫层真空处理方法没有这层砂垫层,打板机是否能顺利的在软基上运转,将是该方法是否能有效实施的又一核心控制点。三、无砂缓冲真空预压法的中心控制方法1.水平排水能力计算真空预压地基的排水量主要由Q孔隙水量Q式中,SQ式中,k为地基土渗透系数;h为保证膜下真空度,水平排水体的排水速度在真空预压过程中应远大于出水量。不考虑膜下土工布、土工格栅等的透水作用。水平排水能力Q式中,△h为长管两端的水头差(可根据膜下真空度进行折算);K为管内的特征流量;l为排水管长度。如果计算出的Q2.核心控制点—无砂垫层真空预压法施工可行性的实践分析由于打板机自重大且产生振动,进行浅层处理后的地基是否满足打板机的施工条件要求,将是无砂垫层真空预压法能否有效实施的又一核心控制点。在临港地区吹填土地基面积相对较大,一般采用门式轨道插板机。该型插板机使用比较方便,整机都可拆卸,在工地3d内即可组装完毕投入生产施工荷载分析:插板机自重荷载q插板机为轨道式,轨道一般由n根尺寸为的枕木组成。每根枕木承担的荷载为:插板机以及施工人员等施加给软基的荷载,按照条形基础计算地基承载力。四、深层塑料排水板打设我国沿海某港无砂垫层软基处理试验工程位于T4区西侧,紧邻渤海40路,面积达6,000m实验区在第一次抽真空结束后,开始进行深层塑料排水板的打设。插板机采用的是徐州鹏达DJG30-20。经过一次抽真空处理后的地基承载力满足要求。实践证明通过上述计算是可靠的。采用式(4)计算水平管网是否满足排水需求。经过深层塑料排水板的打设,真空膜的铺设等工序后,实验区开启真空泵进行第二次抽真空。五、无砂垫层真空预压法的可行性本文经过详细分析对比无砂垫层和有砂垫层两种真空预压法的不同之处,找出无砂垫层真空预压法的核心控制点,并成功将无砂垫层真空预压法的核心控制技术应用于我国沿海某港进行软基处理,为类似工程提供了可借鉴的成功经验。(1)从施工可行性上分析,砂垫层相对提高了地基的承载力,有利于打板机的顺利施工,而无砂垫层真空处理方法中由于没有砂垫层,故打板机能否顺利的在软基上运转直接决定无砂垫层真空预压方法成功与否。(2)无砂垫层真空预压法的两个核心控制点为水平排水系统必须满足排水能力,经过一次抽真空后的地基土必须满足插板机的施工要求。(3)将无砂垫层真空预压法的核