高真空擊密法軟土地基處理施工技術(shù)新技術(shù)

軟土地基處理新技術(shù)——高真空擊密法工程實(shí)例上海浦東國際機(jī)場(chǎng)二號(hào)跑道上海浦東國際機(jī)場(chǎng)二號(hào)跑道地質(zhì)情況吹填砂：層厚2m左右，砂質(zhì)相對(duì)密實(shí)，含泥量較高褐黃色粉質(zhì)粘土：層厚0.25～2.70m，呈可塑～軟塑狀態(tài)，含鐵錳結(jié)核及侵染銹點(diǎn)，屬中壓縮性土?；疑迟|(zhì)粉土：層厚0.60～5.90m，呈飽和、稍密狀態(tài)，土質(zhì)極不均勻，屬中壓縮性土?；疑百|(zhì)粉土：層厚1.00～9.10m，呈飽和、稍密狀態(tài)，土質(zhì)極不均勻，夾雜粘土，屬中壓縮性土。灰色淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土：一般層厚5.0m左右，呈飽和、流塑狀態(tài)，土質(zhì)分布不均，夾有砂質(zhì)粉土，屬高壓縮性土?；疑倌噘|(zhì)粘土：一般層厚11.0m左右，呈飽和、流塑狀態(tài)，夾有薄層粉細(xì)砂。土質(zhì)比較均勻，粘性大，孔隙比大，含水量高，屬高壓縮性土。上海浦東國際機(jī)場(chǎng)二號(hào)跑道

七種方法處理前后對(duì)比實(shí)驗(yàn)分區(qū)6m內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)貫入擊數(shù)(擊)6m內(nèi)靜力觸探Ps(MPa)CBR(MPa)地基反應(yīng)模量K(MPa/m3)地基回彈模量E0(MPa/m3)施工總沉降(cm)加固前數(shù)據(jù)62.330.8920.8043.03–競標(biāo)方案一123.606.7138.8259.8030.2競標(biāo)方案二114.248.1946.5064.7735.7競標(biāo)方案三95.587.3545.5062.6645.1競標(biāo)方案四134.998.6856.9366.2517.8競標(biāo)方案五123.818.3845.9065.2625.6競標(biāo)方案六103.908.5547.8065.7523.6競標(biāo)方案七133.858.8361.3271.7355.1

綜上所述，競標(biāo)方案七（“高真空擊密法”)綜合指標(biāo)最佳上海浦東國際機(jī)場(chǎng)二號(hào)跑道

與一號(hào)跑道處理效果對(duì)比一號(hào)跑道：加道碴強(qiáng)夯法施工沉降35cm工后沉降30cm造價(jià)高工期十二個(gè)月二號(hào)跑道：高真空擊密法施工沉降55.7cm工后沉降10cm比一號(hào)跑道節(jié)約1.2億元工期：四個(gè)月上海浦東國際機(jī)場(chǎng)二號(hào)跑道施工現(xiàn)場(chǎng)上海浦東國際機(jī)場(chǎng)二號(hào)跑道反饋上海機(jī)場(chǎng)網(wǎng)站(05年3月17日）：報(bào)道本工程建設(shè)創(chuàng)造了國內(nèi)“七個(gè)第一”，其中之一國內(nèi)第一條成功采用“高真空擊密法”。新聞晨報(bào)網(wǎng)站(05年3月18日）：浦東國際機(jī)場(chǎng)跑道地基處理國內(nèi)首次采用高真空降水＋強(qiáng)夯，大大超過了設(shè)計(jì)要求，節(jié)約資金1.2億元

我國沿江、沿湖、沿海等地區(qū)廣泛分布著軟土，許多建設(shè)項(xiàng)目的投資商為擔(dān)負(fù)軟土層處理的高成本，而深感憂慮。據(jù)介紹，軟土地基處理的傳統(tǒng)技術(shù)主要有三類。軟土地基處理的傳統(tǒng)技術(shù)一、復(fù)合地基法水泥土攪拌樁粉噴樁碎石樁一、復(fù)合地基法復(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)高二、排水固結(jié)法法塑料排水板板真空預(yù)壓法法二、排水固結(jié)法法排水固結(jié)法法：塑料排水板板真空預(yù)壓法法等優(yōu)點(diǎn)：技術(shù)成熟熟；影響深深度大缺點(diǎn)：工期長采用真空預(yù)預(yù)壓的，承承載力<80kPa,且施工中容容易漏氣造造成質(zhì)量問問題采用堆載預(yù)預(yù)壓的，造造價(jià)高三、強(qiáng)夯法強(qiáng)夯三、強(qiáng)夯法強(qiáng)夯法；優(yōu)點(diǎn)：設(shè)備簡易易、施工方方便、工期期相對(duì)較短短、節(jié)省材材料、造價(jià)價(jià)較低缺點(diǎn)：飽和軟土土質(zhì)量不可可控，易形形成彈簧土土“高真空擊擊密法”軟土地基處處理工法什么是“高高真空擊密密法”？“高真空擊擊密法”是是一種新型型快速真空動(dòng)力排排水固結(jié)法法，屬快速排水、、快速擊密密固結(jié)的工法，它是通過數(shù)數(shù)遍高真空空擊密制造“壓差”排排水，并結(jié)合數(shù)數(shù)遍合適的的變能量擊密密，逐步達(dá)到到降低土體的含水量，提高密實(shí)度度、承載力力，減少地基工后沉降和差異沉降。?！案哒婵論裘苊芊ā奔庸虣C(jī)理1)壓力差主動(dòng)動(dòng)排水機(jī)理理；2)硬殼層理論論；3)下臥層不留留排水通道道?！案哒婵論魮裘芊ā钡牡倪m用范圍深厚淤泥層層、淤泥質(zhì)質(zhì)土、松軟軟沖填土、、雜填土以及其他高壓縮性軟軟弱土層等天然含水量量大，壓縮縮模量小，，承載能力力低的地基“高真空擊擊密法”的的優(yōu)點(diǎn)1、造價(jià)低：：造價(jià)較常規(guī)規(guī)方法節(jié)約30%左右；2、工期短：：工期較常規(guī)規(guī)方法節(jié)約50%左右；3、質(zhì)量可控控：通過施加不不同的夯擊擊能量控制制地基承載載力，通過過控制施工工沉降而有有效控制工工后沉降；；通過采用用不同的施施工參數(shù)，，區(qū)域差異異沉降工前前有效控制制進(jìn)而可以以減小工后后差異沉降降；4、施工環(huán)保保：地基處理過過程中不加加入任何添添加劑，無無泥漿等廢廢棄物排出出?！案哒婵論魮裘芊ā奔夹g(shù)介紹“高真空擊擊密法”的的理論創(chuàng)新新“壓力差主主動(dòng)排水””：人為多次制制造“壓差差”，即利利用適當(dāng)?shù)牡哪芰繐裘苊墚a(chǎn)生的超超靜孔隙水水壓力為““正壓”，，然后同步步插入高真真空管產(chǎn)生生“負(fù)壓””，“正壓壓”和“負(fù)負(fù)壓”形成成可大于一一個(gè)大氣壓壓的“壓差差”，進(jìn)而而可以達(dá)到到低滲透軟軟土含水量量逐步降低低的目的。。“超固結(jié)硬硬殼層”：：由于“高真真空＋大能能量擊密””多次相互互作用（等等效靜壓力力可達(dá)300-500MPa），使軟土土表層形成成“超固結(jié)結(jié)硬殼層””，經(jīng)應(yīng)力力擴(kuò)散能較較好的增大大地基的抗抗變形能力力。“硬殼層作作用下不留留排水通道道工后沉降降估算”：：通過大量的的科研和實(shí)實(shí)踐證明，，由于高真真空擊密施施工后不留留排水通道道，工后沉沉降的速率率和工后沉沉降量將明明顯小于常常規(guī)計(jì)算。。一、壓壓力差差主動(dòng)動(dòng)排水水適能量量擊密密產(chǎn)生生的孔隙水水壓力力為““正壓壓”，，高真空空通過過插入入的真空管管產(chǎn)生生“負(fù)負(fù)壓””，從而產(chǎn)產(chǎn)生““壓差差”（（可達(dá)達(dá)1.2-1.5個(gè)大氣氣壓））；“壓差差”的的形成成使得得低滲透透系數(shù)數(shù)軟土土孔隙隙水排出；；通過人為多次制造“壓差”，，使得軟土含水量逐步步降低，承承載力逐步步提高。二、超固結(jié)結(jié)硬殼層在“高真空空擊密”作作用下，通通過控制““高真空””施工遍數(shù)，逐步增大擊密的的能量，使軟土表表層形成一一個(gè)超固結(jié)的““硬殼層””，大幅度增加應(yīng)力擴(kuò)擴(kuò)散角，大大增加地基的的抗變形能能力。三、硬殼層層作用下無無排水通道道工后沉降降估算采用“快速速高真空擊擊密法”施施工，用真空管取代代塑料排水水板。由于施工工結(jié)束時(shí)拔拔除真空管管，所以施施工結(jié)束后后不留排水水通道。不不留排水通通道的工后后沉降與排排水固結(jié)法法工后沉降降的修正系系數(shù)為α（0.3<α<0.8）“高真空擊擊密法”施工工藝“高真空擊擊密法”施工工藝流流程處理效果檢檢驗(yàn):1．荷載板檢檢測(cè)2．靜力觸探探檢測(cè)3.施工沉降量量小螺鉆詳堪地下水觀測(cè)劃分施工小區(qū)開挖集排水溝第一遍高真空第一遍擊密靜探檢驗(yàn)調(diào)整施工參數(shù)第二遍高真空第二遍擊密靜探檢驗(yàn)調(diào)整施工參數(shù)第三遍高真空表層滿夯或振動(dòng)碾壓一、施工準(zhǔn)準(zhǔn)備（1）在正式施施工之前，，在場(chǎng)地外外開挖排水水明溝首先先排除場(chǎng)內(nèi)內(nèi)的積水。。（2）劃分施工工區(qū)域，現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)工程師師采用小螺螺鉆和靜力力觸探，詳詳勘地層的的初始地質(zhì)質(zhì)條件，為為施工小區(qū)區(qū)劃分、確確定施工參參數(shù)提供依依據(jù)，（3）不同的區(qū)區(qū)域，實(shí)施施不同的控控制參數(shù)；；（4）安裝調(diào)試試機(jī)械設(shè)備備。二、高真空空排水擊密密（1）第1、2遍高真空排排水擊密真空管根據(jù)據(jù)土層分布布情況分層層設(shè)置深管管和淺管，，管間距3.5~6.0m，具體真空空管的長度度需要根據(jù)據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的地地質(zhì)情況而而定，深管管要進(jìn)入粉粉砂層，淺淺管到達(dá)吹吹填砂層的的底部。（2）滿夯夯、振動(dòng)碾碾壓通過上述2遍的高真空空擊密，擊擊密坑底以以下的地基基能得到有有效加固，，承載力預(yù)預(yù)計(jì)可達(dá)到到120kPa以上，坑底底以上土相相對(duì)較為松松散，為進(jìn)進(jìn)一步提高高上部地基基承載力和和剛度，需需要進(jìn)行一一遍低能量量滿夯或振振動(dòng)碾壓。。（3）高真空排排水由于蓄水池池需要開挖挖，為降低低含水量，，便于日后后的開挖施施工，在蓄蓄水池區(qū)域域需要采用用高真空排排水。高真真空排水時(shí)時(shí)間需要根根據(jù)開挖時(shí)時(shí)間而定，，需要貫穿穿于整個(gè)開開挖過程。?！案哒婵論魮裘芊ā钡牡母黜?xiàng)指標(biāo)標(biāo)、參數(shù)對(duì)分部流程程各項(xiàng)指標(biāo)標(biāo)檢測(cè)并調(diào)調(diào)整施工參參數(shù)含水量靜力觸探等等原位測(cè)試試擊振頻率擊振能量真空度調(diào)整整超孔隙水壓壓力消散時(shí)時(shí)間在避免土體發(fā)生破壞的基礎(chǔ)上，對(duì)地基土進(jìn)行有效擊密“高真空擊擊密法”施施工參數(shù)的的控制工后沉降的的控制：通過調(diào)整地地基處理深深度，“快快速高真空空擊密”處處理遍數(shù)等等施工參數(shù)數(shù)，有效控控制每一區(qū)區(qū)域的施工工沉降，從從而使工后后沉降滿足足設(shè)計(jì)要求求差異沉降的的控制：將施工區(qū)域域按差異沉沉降的精度度要求劃分分若干施工工小區(qū)，不不同地質(zhì)的的小區(qū)通過過控制采用用不同施工工參數(shù)，控控制處理范范圍內(nèi)軟土土的差異沉沉降，使得得工后的差差異沉降滿滿足設(shè)計(jì)要要求其他工程實(shí)實(shí)例寧波北侖港港三期寧波北侖港港三期地質(zhì)質(zhì)情況寧波北侖港港區(qū)三期國國際集裝箱箱碼頭(二區(qū))地基處理工工程約46萬㎡0-2米為新吹填填的粉煤灰灰，為漿糊糊狀，承載載力接近于于零，人無無法在上面面行走2-10米為淤泥質(zhì)質(zhì)粘土，Ps值約0.10MPa設(shè)計(jì)要求承載力要求求fak=120kPa工前沉降≥≥600mm處理前地面面狀況處理后地面面狀況處理后開挖挖溝槽情況況寧波北侖港港三期二種種地基處理理方法主要要成果對(duì)比比一區(qū)(50萬㎡)二區(qū)(46萬㎡)處理方法“高真空擊密法