试论真空预压法在快速加固软基的应用__墨水学术,论文发表,发表论

所属栏目：推荐论文发布时间：2011-02-25浏览量:136

副标题#e#摘要：在软土地基处理中，真空预压法的应用日益广泛，取得了很好的工程和经济效益。论文首先阐述了真空预压法的概念，并结合笔者的实践经验，对真空预压法在快速加固软基的应用中应该注意的工艺进行了探讨和研究，旨在对今后的真空预压发快速加固软基提供参考。
　　关键词：真空预压软土地基加固竖向排水体
　　
　　近些年，随着我国基础建设的迅猛发展，软土的开发和利用以及围海造陆工程的不断兴起，大型的工程建筑如港口、海防堤、超大型油罐、机场等发展迅速。这些重大工程有时不可避免地遇到地质条件不好的软弱地基，这样的地基不能满足工程建设的需要，必须采取一定的措施使地基满足使用要求。因此对不能满足直接使用的天然地基进行有针对性的处理，解决不良地基所存在的承载力、变形、稳定、液化及渗透问题，以满足工程建设的要求。
　　1真空预压法的概念
　　真空预压系统由抽真空系统和排水排气系统两部分组成，膜上下压差一般可维持在610~730Hg，即80~95kPa左右，一般取75~80kPa作为设计真空度。用真空预压法加固软基时，是把大气压力作为荷载，在膜内外产生约80kPa的气压差，使软土中的水加速排出，从而达到加固软基的目的。
　　2真空预压法处理软土地基的应用
　　目前，真空预压加固危险废物安全填埋场中的软土地基的应用越来越广泛。如台州市危险废物安全填埋场工程，一期填埋场总容积为12万立方米，共分为七个填埋单元，主要由双层防渗系统、排水、排气系统、沉降监测系统、地下水监测、覆盖系统组成。主要接收填埋各企事业单位无机废物、重金属污泥、飞灰及本危废处置中心焚烧系统所产生的残渣、飞灰等危险废物。真空预压加固软土地基的设计实际上是合理布置排水系统和加压系统的关系，使地基在受压过程中更有效的排水固结，增加地基土层强度以满足逐渐加荷条件下的地基稳定性，并加速地基沉降以满足建筑物对沉降的要求。
　　2.1加固区面积、形状的设计
　　加固区面积尽量大、周长尽量小加固效果愈好，所以在工程其他各项参数基本确定的情况下，圆形的加固区的加固效果是最好的，在实际工程中圆形的加固区比较少见，故在条件允许的情况下，要使加固区形状尽量接近正方形，避免不规则形状。
　　2.2砂垫层施工要点
　　膜下砂垫层可根据软土表层情况采取机械铺设或人工铺设，但不论采用何种施工方法，都应避免对软土表层的扰动，以防造成砂和淤泥的混合，影响到垫层的排水效果。施工过程中注意以下几点：⑴施工前对加固场地进行清表。考虑到后期排水板的施工和整个密封系统的密封性，一定要清除加固区内及加固区边缘2~3m范围内的树根、石块、拆迁建筑物基础、垃圾等，并要求用细粒土回填桩穴、巢穴。清表后施做30cm厚8%的灰土起拱层。石灰土现场拌和均匀，碾压整平，形成中间高两边低，约2%的横坡。⑵施工顺序：先铺设砂垫层30cm厚，接着施工排水板，最后铺设剩下的20cm，并将施工好的排水板折埋其中；⑶铺设过程中，要将砂中混有的铅丝、玻璃及其他锋利物清除干净，保证膜下砂垫层面层4cm厚度范围内不得有带棱角的硬物。⑷膜下砂垫层的密实度可不做过高要求，但砂垫层的平面尺寸和厚度要符合设计要求，且厚度均匀，误差不大于1h/10(h为砂垫层设计厚度)。
　　2.3竖向排水系统设计与施工
　　竖向排水体的取舍取决于工程要求和地质条件，当软土层厚度小于5m或含有较多薄粉砂夹层且工期允许，预计固结速率能满足工程要求的可不设竖向排水体，必须在设置加压系统的基础上设置排水系统。竖向排水体的本质作用就是增加土体竖向渗透性，竖向排水体的通气通水的有效性直接影响到真空预压的效果。塑料排水板是目前最经济、效果最好的竖向排水体。塑料排水板主要有以下几个方面的技术性能：（1）良好的力学性能；#p#副标题#e#（2）足够的纵向通水能力；（3）较强的滤膜渗透性和隔土性。所以塑料排水板已经基本取代了以前的普通砂井和袋装砂井。排水板在施工时或多或少要对周围土体造成一定的扰动，扰动的结果是形成一定厚度的扰动涂抹层，渗透性明显降低。涂抹层厚度的大小和渗透性降低的程度主要与施工所用的导管大小、形状、打入的动力(静压或振动)和操作的方法有关。常用导管的直径都比排水带的等代直径大1倍以上，并采用振动挤压成孔，所以常形成较厚的涂抹层，并明显降低原地基土的渗透性，从而影响固结的效果。施工过程中，还应注意施工后场地淤泥的清理。提升套管或多或少要带出部分淤泥，若不及时清除，聚集在板孔周围的淤泥在机械移位的过程会与砂垫层混合在一起，这样会影响到砂垫层的排水效果。
　　2.4水平排水系统
　　水平排水系统包括主管、滤管及砂垫层等，在真空预压加固地基过程中起水平排水和传递真空度的双重作用。主、滤管及其布置。主管、滤管的布置方式可以有很多，一般根据真空泵数量、加固区形状及大小等工程实际情况。滤管孔眼的密度和主管、滤管的布置方式能够影响真空能量的分配，在抽真空的初期可以调控真空度的分布，但是渗透性好的砂垫层可以认为是自由排水的通道，所以随着时间进行，真空度基本分布均匀。故设计基本按照传统均匀布置，并尽量减少管路联接处以减少能量损失。
　　2.5抽真空系统的施工工艺
　　一般国内采用的真空度值在70~85Pka，真空度要求越高，单台真空泵控制的面积越小;加固区土体的地质条件，主要包括各土层的透气性以及承压含水层的情况;加固区的面积以及整个场地的密封性能等。真空泵的台数目前主要是根据经验而定，对于淤泥质土和淤泥而言，一般情况下是800~1500m2一台。台数的多少跟以下几个方面有关:设计的真空度值，整个抽真空装置的安装高程在允许的情况下应尽量降低，尤其是循环水箱，最好能使水箱高度的一半与膜齐平，这样设置有利于水的排出，节省能量。在实际的工程当中，尤其是对于地势低洼而容易积水的地方，应适当的将离心泵位置抬高，以免水位太高而影响正常工作。
　　2.6密封系统的施工工艺
　　密封系统的好坏是真空预压成败的关键。只有密封性良好，真空度才能有效的传递，才能有效的提高土体的有效应力，排出孔隙水，否则不仅浪费抽真空能量，而且无法起到加固的效果。密封系统具体包括密封膜、密封沟、深层密封及地表裂缝密封等方面。
　　在密封膜的铺设当中，要注意一些问题：1）在铺设前须清理原来砂垫层当中的铁丝、玻璃等带尖角的东西，以防止后期其刺破密封膜。2）铺设时，膜不要拉的太紧，铺设一般自一边开始，铺设完第一层后再铺第二层。3）密封膜必须延顺至密封沟底，否则有可能漏气;若膜下铺设土工布时，土工布长度不要超出密封膜。
　　密封沟设置：目前通常采用密封沟的方式进行真空预压加固区四周的密封。沟宽取决于挖沟方式和铺膜方式，一般采用人工方式挖沟时宽度在80cm左右，采用机械的相对小一些。沟的深度一般在1.5m左右，挖深视该处的密封情况而定。如果密封沟底或两侧有渗透性较好的夹层时，应挖除夹层，并回填软粘土。沟挖完以后，首先将真空度、孔压等管线沿沟底引出至沟外，再铺设密封膜和回填粘土，回填时应注意保护管线，以免其断裂或破损。
　　承压含水层的处理：选择直径稍大于勘探孔的木桩，然后绑上干海带、黄豆等膨胀性很强的物质，再用静压的方法将其整体打入孔中至承压含水层顶板，待膨胀性物质吸水膨胀，木桩四周与土体摩阻力大增，从而迅速阻止了承压水的上涌。
　　3结语
　　总之，真空预压法在台州市危险废物安全填埋场工程中的加固软土地基的成功应用证明了其技术的可行性，真空预压法是一种经济合理的加固软基方法，其应用范围越来#p#副标题#e#越广，但由于工程地质条件千差万别，加固过程中土体的工程特性差异很大，因此，建议对更多的真空预压工程实测资料进行分析整理，总结真空预压加固地基的规律，为今后类似工程的设计和施工提供参考。
　　参考文献：
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　　[3]张泽鹏等.塑料排水板在真空预压加固软基中的作用[J].广州大学学报(自然科学版)，2002(2):69~72.