气压劈裂裂真空预压法设计和施工方案汇报

气压劈裂真空预压法加固深厚软土地基推广应用段设计与施工方案汇报无锡市交通工程有限公司东南大学交通学院2013年6月4日汇报内容__1、工程概况2、工程地质条件3、劈裂真空法简介4、劈裂真空法设计5、劈裂真空法施工1、工程概况min本项目位子苏北平原中部的盐城市阜宁县及建湖县境内，路线全长36,204km。实现阜宁县高速公路从无到有的突破J19九龙口_0(1-⑶*333-60气压劈裂真空预压段位于阜宁二标东益互通：CK0+939-CK1+1901、工程概况FN-2标施工图设计会议纪要及落实情况4、请设计单位积极消化吸收我省科研的新技术、新成果，在充分考虑各神处理方案的安全性、适应性的袼础上，对推广运用-些科研成果进行研究论〔如真空联合堆钱预压法、霹苗萁空法、水载预压法、电石渣处理过湿土等\不断提高设计水平，1、戛粮河东益互通汇报内容__1、工程概况2、工程地质条件3、劈裂真空法简介4、劈裂真空法设计5、劈裂真空法施工1东益互通:软土连续分布，土性为淤泥、淤泥质粉质粘土(粉土)，局部地段I夹粉土薄层，具高孔隙比，高压缩性，有机质含是一般为0.97%〜4.84S,平均Iffi2.62%；—般层顶埋深0,0-3.8m,—般层厚1+7〜5.6m,层厚最深达19.8m;■MMij居位天然含水鬣a(%)孔隙比e液性播数(lL)压缩系数aw(Mpa-1)压缩模星Es(Mpa)锥尖阻力qc(Mpa)侧壁摩阻力fs(kPa)含水比1-236.61.0330.920.4801.440,143.51+0085.22,4521.312.2104.320+7716.21.342工程地质条轉j2工程地质条件CKO+97OCKI+030CK1+070CKll+000CK1+050BK+砌阜宁辻湖•穿路坫中心线_2工程地质条件惟urn/)«t8豆10钯J2lb182DffPft呼Hl孔阳水HUjyU^呼R1比ff.iH|■，分ftit30kUUIMO2004UUMX)0246M02461012灵_触»t灯机质，战粘t:粉哦粘■Mat粘质fi七-«庙粘砂戚粉f-粘威粉«尠-砂廉粉_:砂i-lft砂砂I碎f卜砂tII常平fet抽ftI砂十-粘坻砂Ij2工程地质条件l-lc层粉土：灰黄色，很湿，稍密状态，上部为耕植土，近连续分布，厚度1.4-1.9m。1-2层淤泥、淤泥质粉质粘土：灰褐色，流塑，高孔隙比，高压缩性，含少量腐殖质，局部夹粉土薄层；一般层顶埋深1.1〜5.2m，层厚8.9—33.4m。1-2a层粘土：灰黄色，可塑，高孔隙比，高压缩性，含有机质，局部夹粉砂薄层；夹于1-2层之间。2-la层粉质粘土：灰黄色，可塑，中等压缩性，局部夹粉砂薄层，局部地段揭不。2-k层粉土：黄色，湿，中密-密实状态，干强度低，局部夹粉砂薄层，局部夹粉质粘土，连续分布，局部双层分布。j2工程地质条件CPTU孔号测点深度(m)tso(min)固结系数(10'W/s)CPTU25,0860J512.081.6315.0200.65CPTU45.0630211Z015.70.83CPTU56.0750.17140370.352L00.621.69A2工程地质条件——❸CPTU孔号测点深度（m）t50(min)滲透系数(IO"7cm/s)CPTU25,0860.0112.080,0315.0200.01CPTU45.0630.0112.015.70.02CPTU56.0750.0114.0370.0121.00.60,27汇报内容__1、工程概况2、工程地质条件3、劈裂真空法简介4、劈裂真空法设计5、劈裂真空法施工j3、劈裂真空法简介©真空预压法加固软土的加固效果主要取决于膜下真空度和竖向排水体中负压的分布规律。受井阻影响，竖向排水体内的负压沿深度会有一定程度的衰减。出处祥水体问距⑽膜卜良空度(kPa)测W深度(m)深部具令度(kPa)沿枵损失率(kPa/m)測V:位W陈环80.010.060.02.0砂井沈殊i[:(1986)1380,027,053砂井张泽網(2002)1.280.010.016.0b.4砂井妇幼(2002)1.278.025.015.02.5砂井独(.2003)1.280.09.050.03.3砂沖张if鹏(2002)L280.010.058.0抻水板邱古长(2007)1.280.04.032.0110样水板叫迮卞(2009)1.285.05.047.675拌水板孙&强(2010)L080.020.020.03.0抻水板朱群杆(2010)1.080.07.465.22.0样水板竖向排水体内的负压沿深度的衰减，导致真空预压加深度a较小，深部加固效果变差。出处加固深度描述李小和(2002)22m处沉降为零，17m以下的沉降几乎无变化，13.7m处的磁环沉降增加亦很慢.施卫东(2003)浅层加固效果较好，但深层效果不明里，在7.0m以上土的抗剪强度提高较大魏波(2003)Wni范围内的加固效果很明显，超过iOm的效果不明显，18m以下土层无加固效果朱建才(2004)周波(2008)2-Um的淤泥层压缩量最大，约占总沉降量的70%沉降主要发生在地面以下0-8m的范围内如何提高深部土体的加固效果成为扩大真空预压法应用范围的核心问题之一。_3、劈裂真空法简介《真空预压加固软土地基技术规程》（JTS147-2-2009）指出臼E3真空预压加固地基固结度需达到80%。大量的工程为了满足t述要求，抽真空时间较长。孙立强，闫澍旺（2010）加固吹填土地基时抽真空时间长达275天.金小荣等（2007）采用真空预压法加固软基长达7个多月.董志良（2006）采取真空预压法加固潮间带软土地基历史180天刘汉龙（2006）杭-金-衢高速公路真空预压法加因软土历时8个多月.2003年淮盐高速公路采用软基处理时抽真空时间长达20U天以上推广真空预压法另一个核心问题是缩短结时间E5提高地基臼结度，减小工后沉降。3、劈裂真空法简介针对真空预压法的上述局限性，刘松玉等提出了气压劈裂联合真空预压法加固深厚软土地基的新技术（简称劈裂真空法）密封沟1

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咿料抽A空较苫袖A空tn密封困ui力农控MW/——初-4Z/ZZXXZXZZZZZj3、劈裂真空法简介＞在常规真空预压法的基础上增加气压劈裂系统。＞当高压气体压力超过某一临界值以后，土体发生劈裂，土体中产生大量裂隙，裂隙与预先打设的塑料排水板组成有效的排水导气网络。方面可以提高真空荷载向深层土体的传递效率，有效克服真空荷载随深度快速衰减的局限性；＞另_方面可提高深部土体的渗透性、加速深部超静孔压的消散，加快土体固结，以缩短预压时间和有效控制工后沉降。汇报内容__1、工程概况2、工程地质条件3、劈裂真空法简介4、劈裂真空法设计5、劈裂真空法施工4、劈裂真空法设计设计原则与适用条件设计流程及内容设计计算224设计原则与适用条件＞设计原则对高速公路等，工程实践中对变形的要求不断提高，工程实践提出了以沉降为控制目标的设计新原则。以工后沉降为控制目标的设计原则已经隐含了稳定性的要求（赵维炳，2004）。＞适用条件劈裂真空法主要适用于淤泥、淤泥质土等软土地基，对于软土厚度或埋设大于10m时其加固优势会更为明显、23枚隹*輯:hi■賊卜n■说必＞真空预压系统设计■软上没也成现深人J10mv设计流程及内容＞加固范围与预压荷载呈正方形，预压荷载8OkPa,fj定嚷汊管阅曲.算度.哦气版力10mr椅水m

间护和保攻□排水系统设计□密封系统设计□抽真空系统设计＞气压劈裂系统设计□注气管深度设计10m以下开始设置，垂直距离取2~4m□注气管布置形式间距根据单点喷气试验确定，可取4.8m□输气管路形式支管和主管，分区喷气口喷气方式分区喷气，以10〜30分钟为宜，间隙性24设计计算＞气压劈裂技术参数设计张拉机理)(剪切机理)口劈裂影响范围一土体中的裂隙扩展模型尸肩44=办1-10Jt)+r;枇+16h-16Jkhi—□喷气压力确定_土体中的气压劈裂机理，=3w(7,P;

-(3c73-cr,Xl+sin^)/2+Ceos乎lr*P；刪a/+256/)klV+-----K~_320口裂隙渗透性计算一立方定律t

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jfrarfb_Ml1280kJ12v25设计计算＞固结度计算«(Zj)=0>V((y+w)=0>V(E(rV)'04-F(rv)_^(z)=<x>v(E(rv)_lo+F(rvrlK)>沉降计算口最终沉降□工后沉降SlYi

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U);*\/mUMIMiitXipl^M-^X^nrt^■ZpiaW^HWiw^-^IWZMWMtrM/nB^gXlr.KZBnW^Onii^Z，.鬌ifr*M---■-_UJ\■-J

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j._«AV♦■L■<1-.-IJM*l:an■■>.U1f3u施工立面示意图-=，：注气曾浑芪:14n注气贺Ifirt注气赀1^塑料排水板、注气管相对位置平面布置图庄'两丁枝麫里芾E虫鼉馨ftKK圃?•⑽*遍*J属1s^yfri晷•噎釐i*1-K««3iCb-ai^tj:r:，■11L11«1ciHit0.WJ5^31-111；.--、.•4314■曲:t：OtE*iSa-OEints:2罢5-*5!£443«*i*71■5SJAlW•37S3?:U5%.J1tl4UCt*7sQ«注气首決宝：18m注气哲戌茔，16m注气背況度：Nm注气管深度:12m注气管布置示意图塑料排水板、注气管相对位置平面布置图（局部）1^1+190\乂十6二圬^■呈F•Jt魈•力_^篁(■)餐*■養5rw**r»fa)4•4S*3t>«aML：-lSc▲--■->..X1.2S：t7锘仁抹水枚汊度暂定）：201.PVI＞布置示意图--—301SJVI0.51201W班m注s3,7tSM-T11*.=5*置:dxF?，fr-^-i*fe=T>i.£&-么1S=^壜放飄十此<05■）说罕f:辭管來热，4..旌奄S竿PC，管不■三賓赛、.+頊下真芏度别头布点佐置K分层產芏度涮头布点位置真空度测头平面布置示意图CKx.90注气系统平面布置图注气系统与注气管对应关系平面布置图注气系统与注气管对应关系平面布置图沣气實详气管16*沣气蓳IB*并气］二二■-注气系统平面布置图抽真空系统平面布置图项11申位济注rr绝位曲积质量餐考指t小240^5(1叫格衍标，必沖满足断裂强力2>5()必浈满足断裂沖氏半必须满足■■253撕破强力必坤满足40,41kNCBR顶破强力^4.0kN必浈满足5■-⑽0.07-056mni萌直濬透系数1（人］＜广cin/s随机抽样,ftisocW-个，毎供货批抽样不少于I个g/in:^Inj:kN/ni>■**■«■*■■*•■**■■*■*!«■«■*科，V”■«-!kN/mt**・#・«n*ihH・*l!%砂垫层上铺设无纺布技术要求密封沟断面图沉降标平面布置示意图-P1-醐撕颜沉降标示意图补充研究重点：(1)间歇性喷气对真空荷载和最终加固效果之影响方法：依据孔压消散速率进行喷气间隙的动态优化(2)气压劈裂裂隙增加现场宏观渗透系数的验证方法：现场施工过程中CPTU孔压消散测试汇报内容__1、工程概况2、工程地质条件3、劈裂真空法简介4、劈裂真空法设计5、劈裂真空法施工3.气压劈裂真空预压法现场试验I工工艺1*平整场地2,地质补助1铺设砂垫层T4.打设塑料排水板i5,打设喷气管慕6.埋设监测仪器一7.铺设喷抽真空管路系统