軟基處理方法排水固結真空預壓應用填海造陸工程

我國軟土地基分佈廣泛,其中京津塘環渤海、長三角、珠三角等經濟發達地區多為軟土地基,海底吹填土通常具有含水量高、壓縮性高、強度低、透水性差等特點,這些地區重大工程專案分佈密集,伴隨著前些年沿海城市興起的“填海造陸”土地開發,軟土地基處理已然成為這些地區土地開發利用不可或缺的一環。在我國的沿海城市地區利用大量海底淤泥進行吹填造地已成為土地開發利用的有效途徑之一。

軟基處理方法排水固結真空預壓應用填海造陸工程

填海造地

排水固結法是一種有效的軟土地基處理方法,它能較好的解決軟土地基沉降問題(沉降和沉降差問題)和穩定問題(提高地基承載力和穩定性)。真空預壓法是排水固結法的一種,由排水系統、加壓系統和密封系統三部分組成,除了在軟土地基中打插塑膠排水板或砂井等豎向排水體,在地面上鋪設砂墊層作為水平排水通道外,真空預壓法會在砂墊層上覆蓋不透氣的密封膜,用真空泵抽真空使膜下形成負壓,從而排出土體中孔隙水使土體固結。在目前的實際工程中,主要是將海相淤泥吹填在建造的圍堰區,然後透過真空預壓法排水固結後用作建設用地。真空預壓法具有施工工期短、成本低、承載力提升速度快等優點,在吹填土軟基處理工程中得到廣泛應用。

軟基處理方法排水固結真空預壓應用填海造陸工程

真空預壓排水固結法

軟基處理真空預壓法(真空排水預壓固結工法)是岩土工程中的一項先進的施工方法,它是在需要加固的軟土地基表面先向軟土地基下面打插垂直排水管道(塑膠排水板),然後鋪設砂墊層或水平集排水系統,再用封閉膜使其與大氣隔絕,密封膜端部進行埋壓處理,透過砂墊層內埋設的輸送水氣的管道,用真空預壓裝置抽吸真空,使其形成膜下負壓加載於軟土地基,增加地基的有效應力使其固結的施工工藝方法。

軟基處理方法排水固結真空預壓應用填海造陸工程

打插塑膠排水板

真空預壓法軟基處理施工主要包括開工準備、場地平整、鋪設工作墊層、插設塑膠排水板、鋪設濾管和無紡布、鋪設密封膜、安裝抽真空系統、抽真空及解除安裝等工序。

軟基處理施工中材料用量較大,費用佔整個軟基施工成本的30%左右。主要材料有編織布、濾管、塑膠排水板、無紡布、真空膜等,材料的各項指標均須符合設計要求,才能保證後續軟基處理的質量。

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塑膠排水板

其中用到的塑膠排水板為例,塑膠排水板具有豎向排水通道的塑膠芯板和外覆透水濾布兩部分組成。芯板一般採用聚乙烯、聚丙烯等樹脂材料製成。根據軟土工程性質、打設深度、通水能力和採購條件,選擇合適的塑膠排水板型號規格。豎向排水體間距宜為1。2m~1。5m,具體佈置間距、佈置方式和處理深度根據穩定分析和沉降計算綜合確定。

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鋪設密封膜

在抽真空前,地基處於天然固結狀態。對正常固結粘土層,其總應力為土地的自重應力,孔隙水壓力為地下水位以下的靜水壓力,膜內外氣體壓力均為大氣壓力。抽氣後,膜內壓力降低,與膜外大氣壓力形成壓力差,此壓力差工程上稱“真空度”。真空度透過砂墊層和豎井作用於地基土,從而引起土中孔隙水向排水井和砂墊層的滲流,孔隙水壓力逐漸降低,有效應力不斷提高。因此真空預壓加固地基的過程是在總應力不變的條件下,孔隙水壓力降低,有效應力增加的過程。

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抽真空

真空預壓完成軟土地基加固之後,即排除積水,挖去鋪膜溝的回填土,拆除所有裝置(包括真空、濾管及薄膜),在已完成固結的軟土地基上,先填一層厚約30cm 的水穩性良好的土壤進行壓實後交工驗收。

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