高真空擊密法施工工藝

1、軟地基處理新技術(shù) 資料僅供參考一、現(xiàn)有的軟地基處理技術(shù)l復(fù)合地基法：水泥土攪拌樁、粉噴樁、碎石樁等；優(yōu)點(diǎn)：承載力高、變形小、穩(wěn)定快 缺點(diǎn)：造價(jià)高l強(qiáng)夯法；優(yōu)點(diǎn)：設(shè)備簡(jiǎn)易、施工方便、工期相對(duì)較短、節(jié)省材料、造價(jià)較低缺點(diǎn)：飽和軟土質(zhì)量不可控，易形成彈簧土一、現(xiàn)有的軟地基處理技術(shù)l排水固結(jié)法：真空或堆載預(yù)優(yōu)點(diǎn)：技術(shù)成熟；影響深度大缺點(diǎn)：工期長采用真空預(yù)壓的，承載力80kPa,且施工中容易漏氣造成質(zhì)量問題采用堆載預(yù)壓的，造價(jià)高二、快速“高真空擊密法”軟地基處理工法l快速“高真空擊密法”軟地基處理工法是一種新型快速真空動(dòng)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，

2、逐步達(dá)到降低土體的含水量，提高密實(shí)度、承載力，減少地基工后沉降和差異沉降。2.1 快速“高真空擊密法”的理論創(chuàng)新l“壓力差主動(dòng)排水”：人為多次制造“壓差”，即利用適當(dāng)?shù)哪芰繐裘墚a(chǎn)生的超靜孔隙水壓力為“正壓”，然后同步插入高真空管產(chǎn)生“負(fù)壓”，“正壓”和“負(fù)壓”形成可大于一個(gè)大氣壓的“壓差”，進(jìn)而可以達(dá)到低滲透軟土含水量逐步降低的目的。l“超固結(jié)硬殼層”： 由于“高真空大能量擊密”多次相互作用（等效靜壓力可達(dá)300-500MPa），使軟土表層形成“超固結(jié)硬殼層”，經(jīng)應(yīng)力擴(kuò)散能較好的增大地基的抗變形能力。l“硬殼層作用下不留排水通道工后沉降估算”：通過大量的科研和實(shí)踐證明，由于高真空擊密施工后不留

3、排水通道，工后沉降的速率和工后沉降量將明顯小于常規(guī)計(jì)算。2.2 快速“高真空擊密法”的設(shè)計(jì)要素l采用特制的高真空系統(tǒng)強(qiáng)制調(diào)整土體的含水量，控制需處理的土體逐步接近最優(yōu)含水量；l在需處理土體分遍逐步接近最優(yōu)含水量的同時(shí)，采用特制的大型擊密設(shè)備分遍擊密需處理的土體，逐步接近最大密實(shí)度；l根據(jù)處理土體的自振頻率，調(diào)整擊振頻率；l正確計(jì)算被處理土體超空隙水壓力的消散時(shí)間，合理確定土體每遍擊密的固結(jié)恢復(fù)時(shí)間，嚴(yán)防“彈簧土”的形成l根據(jù)不同土體的滲透系數(shù)、含水量，分層多遍強(qiáng)制調(diào)整各層的真空度、真空氣、平衡參數(shù)；l根據(jù)地基的處理深度要求，正確計(jì)算各層不同土體擊密所需的擊振能量。2.3 快速“高真空擊密法”的

4、優(yōu)點(diǎn)1、造價(jià)低：l造價(jià)較常規(guī)方法節(jié)約30%左右；2、工期短：l工期較常規(guī)方法節(jié)約50%左右；3、質(zhì)量可控：l通過施加不同的夯擊能量控制地基承載力，通過控制施工沉降而有效控制工后沉降；通過采用不同的施工參數(shù)，區(qū)域差異沉降工前有效控制進(jìn)而可以減小工后差異沉降；4、施工環(huán)保：l地基處理過程中不加入任何添加劑，無泥漿等廢棄物排出。2.4 快速“高真空擊密法”施工流程2.5 快速“高真空擊密法”施工工藝以上三種方案結(jié)合使用2.6 快速“高真空擊密法”的信息化施工l對(duì)分部流程各項(xiàng)指標(biāo)檢測(cè)并調(diào)整施工參數(shù)含水量靜力觸探等原位測(cè)試擊振頻率擊振能量真空度調(diào)整超孔隙水壓力消散時(shí)間在避免土體發(fā)生破壞的基礎(chǔ)上，對(duì)地基土

5、進(jìn)行有效擊密三、快速“高真空擊密法”技術(shù)介紹3.1壓力差排水l適能量擊密產(chǎn)生的孔隙水壓力為“正壓”，高真空通過插入的真空管產(chǎn)生“負(fù)壓”，從而產(chǎn)生“壓差”（可達(dá)1.2-1.5個(gè)大氣壓）；l“壓差”的形成使得低滲透系數(shù)軟土孔隙水排出；l通過人為多次制造“壓差”，使得軟土含水量逐步降低，承載力逐步提高。3.1-1 高真空+多遍擊密下土應(yīng)力的變化1500kNm沖擊荷載下飽和土的塑性區(qū)1500kNm沖擊荷載下非完全飽和土的塑性區(qū)3.1.2 結(jié)論l如上可見，多遍沖擊過程中孔壓消散率越高，強(qiáng)度增長也越明顯，同時(shí)減輕了沖擊荷載對(duì)土的結(jié)構(gòu)破壞，大大降低了夯擊過程中地基土出現(xiàn)“橡皮土”的風(fēng)險(xiǎn)。l高真空擊密法就是通

6、過增加多遍高真空排水工序，來達(dá)到提高強(qiáng)夯擊密效果的目的。但高真空排水不是強(qiáng)夯法的輔助手段，而至少是與強(qiáng)夯法同等重要的工序。3.2 “快速”的機(jī)理l通過調(diào)整真空管的間距、真空度、時(shí)間等，控制軟土中的孔隙水消散時(shí)間，使得原規(guī)范中的軟土孔隙水自然消散時(shí)間從3-4周縮短為5-7天。l一般工程設(shè)計(jì)中采用3-4遍“高真空擊密法”，施工總時(shí)間僅為21-28天。3.3 施工參數(shù)的控制工后沉降的控制：l通過調(diào)整地基處理深度，“高真空擊密”處理遍數(shù)等施工參數(shù)，有效控制每一區(qū)域的施工沉降，從而使工后沉降滿足設(shè)計(jì)要求差異沉降的控制：l將施工區(qū)域按差異沉降的精度要求劃分若干施工小區(qū)，不同地質(zhì)的小區(qū)通過控制采用不同施工參

7、數(shù)，控制處理范圍內(nèi)軟土的差異沉降，使得工后的差異沉降滿足設(shè)計(jì)要求3.4 超固結(jié)硬殼層l在“高真空擊密”作用下，通過控制“高真空”施工遍數(shù)，逐步增大擊密的能量，使軟土表層形成一個(gè)超固結(jié)的“硬殼層”，大幅度增加應(yīng)力擴(kuò)散角，大大增加地基的抗變形能力。3.7 硬殼層作用下無排水通道工后沉降估算l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。不留排水通道的工后沉降與排水固結(jié)法工后沉降的修正系數(shù)為 （0.3 10MPa；層粉土地基承載力特征值120kPa，Es8MPa。l2地基處理后層或?qū)酉夯?。青島大煉油工程檢測(cè)結(jié)論l本場(chǎng)地在最大檢測(cè)揭露深度8

8、.2m范圍內(nèi)的地層，表層為素填土，上部為第四系全新統(tǒng)海相沉積的粉土層及上更新統(tǒng)花崗巖殘坡積土，下部為燕山期花崗巖。l經(jīng)過高真空擊密預(yù)處理后，場(chǎng)地第層素填土承載力特征值達(dá)到150kPa,第層粉土承載力特征值為120kPa;壓縮模量建議值Es為8.0MPa.l如本場(chǎng)地按7度進(jìn)行抗震設(shè)防，設(shè)計(jì)基本地震加速度值按0.1g，設(shè)計(jì)地震分組按第一組考慮，地基經(jīng)“高真空擊密”預(yù)處理后，本場(chǎng)地第層粉土不具有液化潛勢(shì)，場(chǎng)地為非液化場(chǎng)地。4.5上?；^(qū)（粉土）“高真空擊密”與振沖碎石樁效果比較上?；^(qū)高真空擊密法（粉土）粉土地基振沖碎石樁樁間土粉土地基振沖碎石樁樁身由此可見，粉土中、HVDM加固后，標(biāo)貫擊數(shù)明顯

9、好于振沖碎石樁的樁間土，表層2m效果也較好于碎石樁樁身靜載試驗(yàn)比較靜載實(shí)驗(yàn)也比較理想五、“高真空擊密法”擴(kuò)展技術(shù)l快速“低位高真空分層預(yù)壓擊密”軟地基處理方法 （國家發(fā)明專利號(hào)200410014257.9 ）l 快速“高真空擊密、樁基”復(fù)合軟地基處理方法（國家專利申請(qǐng)?zhí)?00510134966.5 ）5.1 “低位高真空分層預(yù)壓擊密”為了有效控制深厚淤泥工后沉降、差異沉降，公司又開發(fā)快速“低位高真空分層預(yù)壓擊密”復(fù)合軟地基處理方法：l“低位高真空分層預(yù)壓擊密法”軟地基處理方法是在快速“高真空擊密法” 軟地基處理專利技術(shù)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步改進(jìn)、研制成功的一種軟地基處理專利技術(shù)。l本工法利用低位高真空

10、預(yù)壓，解決深層工后沉降的問題，然后利用高真空擊密法，在淺層形成一定厚度的超固結(jié)硬殼層，解決承載力的問題。l優(yōu)點(diǎn)為利用低位高真空預(yù)壓，控制深層工后沉降；表層“高真空擊密”使地基土形成超固結(jié)硬殼層，以滿足附加荷載的承載力及地基土變形的要求。l該工法處理深度深、造價(jià)低、工期快、質(zhì)量可控。低位高真空分層預(yù)壓擊密法工程實(shí)例l寧波航空港物流標(biāo)準(zhǔn)倉庫l2005年上海臨港工業(yè)大電氣項(xiàng)目5.1.1寧波航空港物流標(biāo)準(zhǔn)倉庫寧波航空港物流標(biāo)準(zhǔn)倉庫l寧波航空港物流標(biāo)準(zhǔn)倉庫，道路淤泥厚26米，經(jīng)本專利技術(shù)快速處理，工后沉降、承載力都滿足設(shè)計(jì)要求。寧波航空港物流標(biāo)準(zhǔn)倉庫施工現(xiàn)場(chǎng)5.1.2 2005年上海臨港工業(yè)大電氣項(xiàng)目2

11、005年上海臨港工業(yè)大電氣項(xiàng)目2005年上海臨港工業(yè)大電氣項(xiàng)目，地質(zhì)主要為新吹填粉土夾淤泥，人機(jī)不能進(jìn)入。通過“低位高真空分層預(yù)壓擊密”方法處理，承載力從3040kPa快速提高到100120kPa。2005年上海臨港工業(yè)大電氣項(xiàng)目施工后情景5.2HVDM+HVDM+樁基復(fù)合地基樁基復(fù)合地基l為了滿足高承載力設(shè)計(jì)的需要，公司二次開發(fā)了快速“高真空擊密、樁基”復(fù)合軟地基處理方法(專利申請(qǐng)?zhí)枺篫L 2005 1 0134966.5)HVDM+HVDM+樁基復(fù)合地基樁基復(fù)合地基應(yīng)用實(shí)例應(yīng)用實(shí)例l山東黃島10萬m3的石油儲(chǔ)備罐l亞洲鋁廠 5.2.1山東黃島10萬m3的石油儲(chǔ)備罐山東黃島10萬m3的石油儲(chǔ)備罐l山東黃島10萬m3的石油儲(chǔ)備罐，成功的用HVDM結(jié)合樁基，使原地質(zhì)承載力4050kPa通過HVDM處理達(dá)到120kPa，再結(jié)合碎石樁，提高