岩土加固与处理工程技术新进展-第1章岩土加固与处理工程技术新进展

岩土加固与处理工程技术新进展第一章吹填土地基处理技术

21.1吹填土工程概述1.2吹填土场地形成1.3吹填土地基处理传统技术1.4吹填土地基处理新技术1.5案例：真空堆载预压排水法1.1吹填土工程概述1.1.1吹填工程在中国的开展东部沿海以吹填土为施工基础，利用滩涂或直接围海造地，以实现大面积陆域增加。利用疏浚淤泥吹填造陆，既降低疏浚成本和工程投资，对海域环境和生物环境的影响也减到最少；获得大面积相对廉价的土地资源。具有显著经济、环境和社会效益。3海南凤凰岛

吹填施工4危害：1、填海造地会破坏自然生态，出现盐碱化以及地表沉降，海水倒灌等负面相应

2、破坏海洋生态，影响水中生物生活，不但生物不能生存，更大量出现了赤潮的情况。对原有的海岸生态造成破坏，如红树林和珊瑚等原始生态系统；

3、过度填海会使海港收窄，令水流更急速，波浪波幅更大，影响船只航行。

4、对于直接把雨水排出大海的地区，填海令地下的雨水渠延长。而因为延长部份斜度的不足，所以整条雨水渠的排水力减低。在雨季时，就可以因为大雨而造成内城街道水浸的问题。

5、产生凸堤效应，让周边的海岸线往内缩。1945年到1978年，日本全国海滩减少了约3.9万公顷。

6、影响自然景观。

7、污染物累积在变狭了的海港内，难以冲去，使港湾水质恶化。

海南海花岛

海南葫芦岛

海南万宁日月湾

南沙岛礁陆域吹填工程：

1.满足必要的军事防卫需要；2.为各类民事需求服务：海上搜救、防灾减灾、海洋科研、气象观察、生态环境保护、

航行安全、渔业生产服务。5南沙岛礁吹填工程1.2吹填土场地形成

1.2.1吹填场地形成吹填区及分区布置在满足工程使用要求下，合理利用自然条件，尽量减少围堰工程量。工期、船舶设备、吹填施工方法、后期处理。设计应注意的问题：分区分层：应根据取土区的土层分布状况、挖泥设备性能、输泥距离等确定。高度较大时可分层吹填。6吹填取土区分区、吹填区分区吹填区分区应按质量、工期、吹填后地基处理等要求确定，分区分阶段施工。1）工期要求不同，按工期要求分区；2）对吹填土质要求不同或地基处理方案不同时，按土质要求或地基处理方案分区；3）吹填区面积大，原底质为软淤泥或吹填砂质土有一定淤泥时，按避免底泥推移隆起和防止淤泥集中的要求分区。7围堰围堰围堰形成后吹填设计围堰1.2.2吹填场地勘察（1）吹填前场区勘察（2）吹填后场区勘察（3）吹填土土工试验（4）吹填土分类和处理方法的适宜性8吹填形成场区吹填前场区勘察吹填前场区勘察场区一般勘探线按网格布置，围堰勘探线一般沿轴线布置。每个吹填区不应少于3个钻孔。深度根据工程类型、等级工程地质条件、吹填土对原岩土层影响等确定。一般性钻孔10m~20m，控制性钻孔20m~30m。围堰位置钻孔深度根据围堰高度、作用和结构等确定。吹填后场区勘察9场地勘察平面图场地勘察剖面图连云港港徐圩新区港区一期工程1.3吹填土地基处理传统技术1.3.1压实法一般用于地下水位以上强度较高的吹填土。碾压法、振动压实法、冲击碾压法1.3.2堆载预压法堆载预压排水固结法10冲击碾压

震动碾压法

堆载预压法1.3.3真空预压法1.3.4强夯法

包括（强夯置换法、降水强夯法），是反复将夯锤提到一定高度自由下落，给地基以冲击和振动能量，从而提高地基承载力并降低压缩性，改善地基性能。1.3.5振动水冲法包括振冲密实法和振冲置换法。1.3.6固化法1.3.7电渗排水法11振动水冲法施工

强夯法真空堆载预压排水法示意图真空堆载预压法1.4吹填土地基处理新技术1.4.1改性真空预压快速处理方法（原河海大学刘汉龙教授）真空预压法基于地基已经具有一定承载力，人员和机械设备能入场施工。超软吹填土围海滩涂地基处理，传统真空预压法面临困难。铺设浮桥：橡胶泡沫板、钢管或毛竹杆立柱；竹胶板改性真空预压技术：塑料编织布、排水支管、排水主管、塑料排水板、土工布、真空膜、真空泵1.4.2其他吹填土地基处理新方法（1）高真空击密法（将真空井点降水和主动排水系统，与强夯法结合的地基处理技术）（2）预排水动力固结法（将轻型井估计数点降水、动力碾压与强夯动力固结联合的新加固技术）（3）低位真空预压法（采用吹填泥浆取代塑料膜作为真空系统密封层的一种新的真空预压加固软土地基方法）121.5案例：真空堆载预压排水法

连云港港徐圩新区港区一期工程物流堆场软基处理工程总体设计要求（1）本工程地基处理后场地交地标高要求不高于3.4m，交地标高为地基处理后整平标高。场地要求基本平整，平整度≤±100mm。（2）表层0~3.0m范围内地基承载力特征值≥80kPa，3.0m以下加固深度范围内地基承载力特征值≥60kPa。处理深度不小于20m（覆盖整个淤泥层）。地表承载力的检测按载荷板试验，3.0m以下加固深度按现场十字板检测或处理后钻孔取样进行室内土工试验计算地基承载力。（3）固结度要求：处理完成后整个场地固结度≥80%。（4）地基工后沉降要求：30年内工后沉降理论计算值≤30cm。（5）单块加固面积不大于4.0万m2.13真空堆载预压法14施工图局部剖面真空预压典型代表断面图施工围堰

15施工围堰16场地准备：本项目场地施工操作垫层为新近回填的河泥，施工大型设备进场前应先对场地进行必要的调查，选择合适的施工机器，必要时应采取加固措施，确保施工安全。场地准备塑料排水板选用带刻度（20cm）的原生B型塑料排水板，排水板须打穿淤泥层进入硬土层，根据地勘报告揭露的地层情况，排水板有效入土深度除G区为20.0m外，其他都为19.5m，同时板头应留有足够的长度确保能够与直排专用接头可靠连接。排水板水平间距1.0m，正方形布置。17打设塑料排水板打设塑料排水板18打设法施工完成的塑料排水板

塑料排水板

打设法施工19

铺设密封膜前，应在处理区表面铺设一层250g/m2无纺土工布，每幅土工布之间的搭接宽度约20cm，可采用人工或机械缝制。密封膜（技术指标见表2）尺寸每边超出加固边界，并根据周边压膜沟深度适当加大，当加固区内易出现滑移等不利情况时，应加大密封膜尺寸，并采用小褶皱松弛铺设，应铺设两层密封膜。为确保密封效果，应采用机械结合人工的压膜方式。压膜沟深度不宜小于1.0m，底宽不小于0.5m，辅以人工踩入的埋膜方式。地基处理完成后，压膜沟应进行换填土石料（最大粒径不大于200mm的级配砂石料）碾压密实，换填深度不小于1.0m。铺设密封膜1.1监测内容及数量（1）地表沉降观测：根据实测沉降数据调整加载速率，计算固结度，预测沉降趋势，确定下级加载时间。均匀分布于整个场地，每1000m2一个测点，具体分布及数量见监测平面布置图。（2）孔隙水压力观测：测量土中孔隙水压力的增长和消散过程，用以分析土体固结度及强度增长。每一分区布置一组。竖向沿软土层每2.0m埋设一个测试探头，具体分布及数量见监测平面布置图。（3）分层沉降观测：观测软土层沿深度方向的各层位的压缩情况。每一分区一组，均匀分布于整个场地。竖向沿软土层每2.0m埋设一个测试元件，具体分布及数量见监测平面布置图。（4）水位观测：沿场地四周布置，了解地层水位变化。均匀分布于整个场地四周，具体分布及数量见监测平面布置图。（5）膜下真空度观测：通过真空度观测，实施了解处理区域密封情况，每一分区布置5个测点，具体分布见监测平面布置图。沉降环及孔隙水压力计设置深度应比排水板底标高至少低2m。20监测点埋设沉降磁环原理：

测量时,拧松绕线盘后面的止紧螺丝,让绕线盘转动自由后,按下电源按钮(电源指示灯亮),把测头放入导管内,手拿钢尺电缆,让测头缓慢地向下移动,当测头接触到土层中的磁环时,接收系统的音响器会发出连续不断的蜂鸣叫声,此时读写出钢尺电缆在管口处的深度尺寸,这样一点一点地测量到孔底,称为进程测读,用字母Ji

表示,当在该导管内收回测量电缆时,也能通过土层中的磁环,接受到系统的音响仪器发出的音响,此时也须读写出测量电缆在管口处的深度尺寸,如此测量到孔口,称为回程测读,用字母Hi

表示.该孔各磁环在土层中的实际深度用字母Si

表示.

其计算公式为:Si

=(

Ji+

Hi

)/2

式中:

i

—

为一孔中测读的点数,即土层中磁环的个数;

Si

—

i测点距管口的实际深度(㎜);

Ji

—

i测点在进程测读时距管口的深度(㎜);

Hi

—

i测点在回程测读时距管口的深度(㎜每个点埋入后，应测出稳定的初始值，一般测2-3次，取得稳定的初值。以后每次测试值与初值之差即为该点的沉降值△h。

根据△h=h测

-h初

根据△h值与时间t值，可绘出沉降量随时间的变化曲线。21沉降磁环安装：用钻机在预定孔位上钻孔，孔深由沉降管长度而定，孔径以能恰好放入磁环为佳。然后放入沉降管，沉降管连接时要用内接头或套接式螺纹，使外壳光滑，不影响磁环的上、下移动。在沉降管和孔壁间用膨润土球充填并捣实，至底部第一个磁环的标高再用专用工具将磁环套在沉降管外送至填充的粘土面上，施加一定压力，使磁环上的三个铁爪插入土中，然后再用膨润土球充填并捣实至第二个磁环的标高，按上述方法安装第二个磁环，直至完成整个钻孔中的磁环埋设。22真空表

排水滤管施工及真空设备安装

施工排水滤管

滤管采用Φ25PVC钢丝软管，主管采用Φ50PVC钢丝软管。通过专用接头将竖向排水板与钢丝软管可靠连接。滤管排距为满足排水板间距要求，设置为2.0m。

真空设备在安装前应进行调试检查，出膜管与真空设备连接应安装密封阀和止回阀，每台设备应由一个独立开关控制。选用7.5kW真空射流泵，不大于1000m2布置一台真空泵，并确保真空度不低于85kPa。抽排固结及覆水预压23覆水预压真空泵排水过程真空泵排水过程

真空系统调试正常，真空度稳定后20天内应完成膜上覆水，覆水平均深度不小于1.0m，最浅处不得小