真空吸水浅层软土加固法

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1、真空吸水浅层软土加固法中交天津港湾工程研究院有限公司高潮摘要本文向大家介绍了一种全新的浅层软土处理方法的试验和效果，该方法利用真空吸水的原理，在表层一定深度内土体得到快速固结，提高承载力，在吹填软土和天然软土地基的浅层加固和深层加固的预处理方面具有良好的应用前景，是一种经济、实用、有效的方法。一、前言在我国沿海和内陆的湖沼地区经常会遇到软土地基的问题，特别是近年来沿海滩涂的开发及围海造陆工程的进行，需要对新吹填的软土进行处理，这都迫切需要开发一种快速便捷的浅层软土加固方法。二、技术特点（1）在大

2、面积软土处理尤其是对新吹填土的处理，经常会遇到表层土很差，处于流塑状的淤泥甚至流泥，这给软基处理施工带来很大困难。目前对付它的方法主要采用在地基表面铺设土工布荆芭等材料后，再用人工填土、填砂形成垫层【1】，再用轻型机械进行打设排水板等施工做业。这一方法存在的主要问题是①由于工期需要，直接在新近吹填的软土上铺设传统垫层，施工难度大甚至难以实现，安全隐患也大；②由于垫层下土质很差，打设排水板时，大量泥浆沿排水板孔喷出，造成砂垫层污染，影响排水效果。这些都为后期的预压处理带来困难，影响软基处理的效果。

3、而采用“真空吸水浅层软土加固法”是直接对地基表层进行加固（加固深度可控），形成硬壳层，可在其上直接铺设砂垫层。可以较好的解决上述两个问题。（2）在一些仅需浅层加固即可达到使用要求的地基或场地，可采用“真空吸水浅层软土加固法”结合人工插排水板使地基土达到固结要求。三、施工工艺在某港口新近吹填区选取一块8×10＝80m2场地，进行真空吸水浅层软土加固试验，试验深度为1m。需要的材料包括无纺布（200g）、土工格栅（200kN/m）、塑料排水板、塑料密封膜、滤管、真空预压出膜装置、真空泵、孔隙水压力测

4、头等。在试验前将现场需用材料先进行组装，具体步骤为：①铺一层无纺布；②土工布上铺一层土工格栅；③土工格栅上平铺一层塑料排水板，要求塑料排水板排列紧密，不留缝隙，并和土工格栅以及无纺布绑扎牢靠；④按照竖向塑料排水板正方形布置间距为60cm在平铺的塑料排水板上做出标记，并预留插竖向塑料排水板的插口，要求插口穿透土工格栅和无纺布；⑤将事先剪好的长度为2.6m的塑料排水板两头插入相邻的两个预留的插口中，并穿透土工格栅和无纺布，保证无纺布下每个塑料排水板外露1m；⑥将以上组装好的材料卷好运至施工现场，从一

5、边开始摊开，边展开边将外露的塑料排水板插入地基中；⑦埋设孔隙水压力测头，摆放真空滤管，安装出膜装置；⑧上铺一层无纺布；⑨铺三层塑料密封膜；⑩将真空泵与出膜装置进行连接，开始真空抽气施工。四、加固效果本次试验从2005年5月1日开始进行真空预压施工，5月24日停泵卸载，累计预压时间为23天。4.1十字板检验按《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002，根据土的抗剪强度指标确定地基承载力特征值公式为【2】：fa=Mb×r×b+Md×d×γm+Mc×ck(1)式中：fa——由土的抗剪强度指标确定

6、地基承载力设计值；Mb、Md、Mc——承载力系数；ck——土的粘聚力标准值。当ck采用原位十字板抗剪强度指标时，φ=0，则Mb=0，Md=1，Mc=3.14fa=γm×d+3.14×ck(2)不考虑地基土埋深修正，利用下式可求出地基承载力特征值。fa=3.14×ck=3.14×Cu(2)式中：fa——地基承载力特征值；Cu——十字板抗剪强度。在真空预压施工前先进行了加固前的十字板检验，检验结果见表1，加固后的检验检验结果见表2。加固前十字板强度检验结果统计表表1加固后十字板强度检验结果统计表表2

7、4.2载荷试验载荷试验相当于基础受荷时的模型试验，比较直观，普遍认为成果比较可靠，在地基处理效果检验中被广泛采用，所以在本试验中也使用载荷试验进行检验加固后的效果。本试验采用0.5m2方形载荷板，载荷共分8级，每级加荷为20kPa，每级荷载下的沉降分别为：20kPa，1.89mm；40kPa，3.98mm；60kPa，8.04mm；80kPa，13.45mm；100kPa，19.26mm。试验过程中，当载荷加至120kpa时沉降急剧增大，故终止试验，根据规范规定，确定该处地基承载力标准值为50k

8、pa【2】。载荷试验荷载～沉降曲线见图1。图1荷载～沉降曲线4.3孔隙水压力检验插完塑料排水板后在加固区内布置了6个孔隙水压力测头，埋设深度分别为3个0.3m和3个1.0m。图2为真空预压过程中孔隙水压力消散过程线，根据孔隙水消散计算地基固结度按下公式进行计算【3】：Ut=Δu/p×100%(3)式中：Ut——计算点某时刻的固结度(%)；Δu——计算点某时刻孔隙水应力实际消散值(kPa)；p——预压荷载（膜下真空度或设计预压荷载80kPa和由欠固结引起的超孔隙水压力之和）。利用孔隙水压力消散结果