真空預(yù)壓法處理地基施工中的問題及對(duì)策

真空預(yù)壓法處理地基施工中的問題及對(duì)策

航道疏浚土造林隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，土地資源的需求變得越來越稀缺。特別是在沿海地區(qū)等經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)，大規(guī)模的港口和海堤建設(shè)突出了土地資源的供求矛盾。因此,圍墾造陸已經(jīng)成為我國(guó)沿海地區(qū)緩解土地資源緊張最常用和最為有效的方法。在我國(guó)某港主要以填海造陸為主,材料為航道疏浚土。而航道疏浚土以淤泥質(zhì)粘土為主,地基承載力差,吹填陸域形成后需要進(jìn)行特殊的地基處理,地基承載力才能滿足后續(xù)用地要求。傳統(tǒng)的真空預(yù)壓方法是在軟土層表面鋪設(shè)砂墊層,但由于砂源緊張,考慮采用無(wú)砂墊層的方法進(jìn)行真空預(yù)壓地基處理,并進(jìn)行了相關(guān)的科研試驗(yàn)一、施工工藝流程真空預(yù)壓法處理吹填土,是在原吹填土上鋪墊一層砂墊層,作為水平排水體,再向吹填土塑料排水板作為豎直排水體。將真空膜鋪設(shè)在砂墊層上,薄膜四周埋入土中,并在砂墊層中的設(shè)置水平管道。當(dāng)對(duì)真空膜下的空氣進(jìn)行抽出時(shí),使其形成相對(duì)負(fù)壓,使塑料排水板和塑料排水板周圍的土體之間形成孔壓差,使土體中的孔隙水流入塑料排水板并被排出,以達(dá)到快速固結(jié)的作用在我國(guó)某港臨港工業(yè)區(qū)采用的有砂墊層真空預(yù)壓法主要有兩種:一次抽真空、兩次抽真空預(yù)壓法。兩種施工工藝如圖1、圖2所示。從施工工藝流程圖上可知,有砂一次真空預(yù)壓軟基處理方法直接在原始吹填土上鋪編織布和竹笆,然后吹填砂墊層。而有砂二次真空預(yù)壓軟基處理方法,需要在第一次真空預(yù)壓結(jié)束之后,進(jìn)行砂墊層的鋪設(shè)。后者相對(duì)于前者在材料的使用和工期上存在弊端,但是成功率相對(duì)較高。例如,有砂二次真空預(yù)壓處理方法,在進(jìn)行砂墊層的鋪設(shè)很少會(huì)出現(xiàn)翻漿現(xiàn)象,同時(shí)有利于打板機(jī)的施工。最后,二者有一個(gè)共同的特點(diǎn):必須使用砂墊層。在我國(guó)某港臨港工業(yè)區(qū)采用的無(wú)砂墊層真空預(yù)壓法,主要是針對(duì)二次抽真空處理方案。無(wú)砂墊層真空預(yù)壓法的做法是將塑料排水板與軟式透水管綁扎,形成水平排水系統(tǒng),軟式透水管與抽真空系統(tǒng)直接連接。其中透水軟管和其他透水性材料(如無(wú)紡?fù)凉げ?構(gòu)成無(wú)砂墊層,其功能與砂墊層相同。無(wú)砂墊層真空預(yù)壓法的施工工藝流程如圖3,剖面圖如圖4。從排水機(jī)理的理論角度分析,無(wú)砂墊層處理方法的排水系統(tǒng)由塑料排水板、濾管、土工格柵、土工布等組成。如果無(wú)砂墊層的排水系統(tǒng)功能與砂墊層相同,有一定的透水性能,并能滿足排出抽吸上來的水流量要求,則在理論上是可行的。從施工可行性的實(shí)踐角度分析,在施工過程中最核心的施工機(jī)械是打板機(jī)和真空泵。對(duì)于真空泵,使用兩種方法基本相同。而對(duì)于自重大的打板機(jī)而言,二者有著明顯的區(qū)別。有砂墊層相對(duì)提高了地基的承載力,有利打板機(jī)施工。無(wú)砂墊層真空處理方法沒有這層砂墊層,打板機(jī)是否能順利的在軟基上運(yùn)轉(zhuǎn),將是該方法是否能有效實(shí)施的又一核心控制點(diǎn)。三、無(wú)砂緩沖真空預(yù)壓法的中心控制方法1.水平排水能力計(jì)算真空預(yù)壓地基的排水量主要由Q孔隙水量Q式中,SQ式中,k為地基土滲透系數(shù);h為保證膜下真空度,水平排水體的排水速度在真空預(yù)壓過程中應(yīng)遠(yuǎn)大于出水量。不考慮膜下土工布、土工格柵等的透水作用。水平排水能力Q式中,△h為長(zhǎng)管兩端的水頭差(可根據(jù)膜下真空度進(jìn)行折算);K為管內(nèi)的特征流量;l為排水管長(zhǎng)度。如果計(jì)算出的Q2.核心控制點(diǎn)—無(wú)砂墊層真空預(yù)壓法施工可行性的實(shí)踐分析由于打板機(jī)自重大且產(chǎn)生振動(dòng),進(jìn)行淺層處理后的地基是否滿足打板機(jī)的施工條件要求,將是無(wú)砂墊層真空預(yù)壓法能否有效實(shí)施的又一核心控制點(diǎn)。在臨港地區(qū)吹填土地基面積相對(duì)較大,一般采用門式軌道插板機(jī)。該型插板機(jī)使用比較方便,整機(jī)都可拆卸,在工地3d內(nèi)即可組裝完畢投入生產(chǎn)施工荷載分析:插板機(jī)自重荷載q插板機(jī)為軌道式,軌道一般由n根尺寸為的枕木組成。每根枕木承擔(dān)的荷載為:插板機(jī)以及施工人員等施加給軟基的荷載,按照條形基礎(chǔ)計(jì)算地基承載力。四、深層塑料排水板打設(shè)我國(guó)沿海某港無(wú)砂墊層軟基處理試驗(yàn)工程位于T4區(qū)西側(cè),緊鄰渤海40路,面積達(dá)6,000m實(shí)驗(yàn)區(qū)在第一次抽真空結(jié)束后,開始進(jìn)行深層塑料排水板的打設(shè)。插板機(jī)采用的是徐州鵬達(dá)DJG30-20。經(jīng)過一次抽真空處理后的地基承載力滿足要求。實(shí)踐證明通過上述計(jì)算是可靠的。采用式(4)計(jì)算水平管網(wǎng)是否滿足排水需求。經(jīng)過深層塑料排水板的打設(shè),真空膜的鋪設(shè)等工序后,實(shí)驗(yàn)區(qū)開啟真空泵進(jìn)行第二次抽真空。五、無(wú)砂墊層真空預(yù)壓法的可行性本文經(jīng)過詳細(xì)分析對(duì)比無(wú)砂墊層和有砂墊層兩種真空預(yù)壓法的不同之處,找出無(wú)砂墊層真空預(yù)壓法的核心控制點(diǎn),并成功將無(wú)砂墊層真空預(yù)壓法的核心控制技術(shù)應(yīng)用于我國(guó)沿海某港進(jìn)行軟基處理,為類似工程提供了可借鑒的成功經(jīng)驗(yàn)。(1)從施工可行性上分析,砂墊層相對(duì)提高了地基的承載力,有利于打板機(jī)的順利施工,而無(wú)砂墊層真空處理方法中由于沒有砂墊層,故打板機(jī)能否順利的在軟基上運(yùn)轉(zhuǎn)直接決定無(wú)砂墊層真空預(yù)壓方法成功與否。(2)無(wú)砂墊層真空預(yù)壓法的兩個(gè)核心控制點(diǎn)為水平排水系統(tǒng)必須滿足排水能力,經(jīng)過一次抽真空后的地基土必須滿足插板機(jī)的施工要求。(3)將無(wú)砂墊層真空預(yù)壓法的核