密閉式真空預(yù)壓法加固軟土地基技術(shù)試驗研究

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1、密閉式真空預(yù)壓法加固軟土地基技術(shù)試驗研究摘要：針對目前直排式真空預(yù)壓法的真空應(yīng)力難以到迗深部土體，排水板淤堵嚴(yán)重，加固效果欠佳，難以滿足工程實際應(yīng)用需要的問題，提出一種新型真空預(yù)壓吹填土地基處理技術(shù)__密閉式真空預(yù)壓技術(shù)，這是對直排式真空預(yù)壓法的技術(shù)改進(jìn)和創(chuàng)新。關(guān)鍵字：土力學(xué)；吹填土；直排式真空預(yù)壓；密閉式真空預(yù)壓；加固效果中圖分類號：TV223.5文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A1引言目前諸多圍海造地工程采用港池開挖、航道疏浚等淤泥或淤泥質(zhì)土進(jìn)行吹填造地，產(chǎn)生大量的“吹填淤泥土”?！爸迸攀秸婵疹A(yù)壓法”是近幾年一種新的軟基處理方法。但是，由于其存在真空能量利

2、用效率低、大部分真空能量集中在土體表層、排水板內(nèi)真空度隨深度的增加大幅度下降、孔壓的消散緩慢、排水板淤堵嚴(yán)重等缺點，難以滿足工程實際應(yīng)用的需要。鑒于此，本文提出“密閉式真空預(yù)壓吹填淤泥土地基處理法”，是對直排式真空預(yù)壓法的技術(shù)改進(jìn)和創(chuàng)2密閉式真空預(yù)壓法工作原理密閉式真空預(yù)壓法(圖1(b))較直排式真空預(yù)壓法(L1(a))有所改進(jìn)，主要體現(xiàn)在橫向排水體系上采用無孔真空管、密封接頭，直接將豎向防淤堵塑料排水板與無孔真空管密閉連接，形成橫向密閉排水系統(tǒng)。真空度直接傳遞至排水板內(nèi)部，縮短真空度傳遞路徑，減少沿程真空度損耗，使真空度直接傳遞到深層土體

3、內(nèi)部，提高真空壓力的利用效率，加快土體孔壓的消散，加快土體固結(jié)，提高土體加固效果。(a)直排式(b)密封式1真空預(yù)壓法示意3不同真空預(yù)壓試驗3.1拭驗裝置為探究密閉式防淤堵板的加固機(jī)制，設(shè)計不同排水板板型的真空預(yù)壓試驗，分別采用普通B型塑料排水板與防淤堵塑料排水板，防淤堵塑料排水板孔徑分別為80,120,160和320umo試驗裝置由模型桶、排水體系、真空泵和量測系統(tǒng)組成2)。試驗抽真空時間預(yù)設(shè)為14d(a)模型試驗設(shè)計圖(單位：mm)(b)模型試驗實物2真空預(yù)壓試驗裝置3.2試驗內(nèi)容試驗分析包括兩種方式：通過普通排水板和80um防淤堵排水

4、板真空預(yù)壓試驗對比；通過普通排水板和不同濾膜孔徑防淤堵排水板真空預(yù)壓試驗對比。具體試驗的內(nèi)容包括：(1)加固試驗過程實時監(jiān)測第1種方式下土體不同深度處的真空度和孔隙水壓力；以及實時監(jiān)測第2種方式下土體表面沉降量和記錄排水量。(2)試驗結(jié)束后拆膜，測量加固后第1種方式下土體不同位置的十字板剪切強(qiáng)度和含水率。3.3試驗結(jié)果及分析3.3.1真空度土體不同深度處的真空度變化趨勢兩者非常相似。但在相同時間內(nèi)，采用防淤堵板進(jìn)行真空預(yù)壓法相對于普通板在相同深度處的真空度更高，且不同深度處穩(wěn)定真空度更高。上述試驗在223和276h兩次停泵4h后重新開抽，普

5、通排水板不同深度下的真空度存在5kPa左右的突增，膜下真空度卻跌至80kPa左右后再緩慢上升到90kPa穩(wěn)定值。而防淤堵板的不同深度下的真空度突增幅度是普通板的一倍。此外，防淤堵排水板表面的親水性材料更有利于回流沖刷。3.3.2孔隙水壓力在抽真空14d后土體中的孔壓消散基本達(dá)到穩(wěn)定，孔壓值基本接近相同位置處施加的真空壓力。采用普通板和80um防淤堵板的真空預(yù)壓加固土體過程中，2者加固表層土體的孔壓消散情況較為接近，采用防淤堵板的真空預(yù)壓法孔隙水壓力降低值略大于普通板，說明與防淤堵板相比，普通板更容易發(fā)生淤堵。比較加固過程中深層土體的孔壓值可

6、見，采用防淤堵板的真空預(yù)壓法能夠更大幅度地使孔隙水壓力得到消散，深層土體加固效果優(yōu)于普通板。3.3.3加固后含水率采用普通板和80um防淤堵板的真空預(yù)壓加固后土體不同位置的含水率，分別建立不同深度、距排水板不同距離含水率。從土體表面到深層土體、從距離排水板較近到較遠(yuǎn)的位置，二者含水率均呈現(xiàn)出逐漸增大的趨勢。比較2種方法可以看出采用防淤堵板能夠更大程度地降低土體含水率，有效地提高深層土體加固效果。3.3.4十字板剪切強(qiáng)度對加固后的土體進(jìn)行不同深度、距離排水板不同距離位置處的十字板試驗，根據(jù)加固后的土體厚度每10cm深度進(jìn)行1次十字板剪切試驗，

7、分別得到同一深度距離排水板0,10，20cm處的十字板剪切強(qiáng)度（如圖3所示）。土體十字板抗剪強(qiáng)度值均隨深度的增加而不斷減小，但當(dāng)深度增加到一定程度，土體十字板抗剪強(qiáng)度值卻增大，并且隨著離排水板距離的增大，土體十字板剪切強(qiáng)度逐漸減小。二者比較表明防淤堵板加固后土體的抗剪強(qiáng)度值，從表層到深層土體都大于普通板，表明采用防淤堵板加固吹填淤泥地基獲得更好的加固效果。（a）普通板（直排式）（b）80pm防游堵板（密閉式）3離板不同距離十字板剪切強(qiáng)度隨深度變化3.3.5濾膜孔徑對加固效果影響分析(1)沉降量為了確定本次試驗的最優(yōu)濾膜孔徑，之后又進(jìn)行了不同

8、濾膜孔徑下對土體加固效果試驗。抽真空開始的前24h內(nèi)，采用普通板和防淤堵板的沉降速率都發(fā)展迅速，基本呈線性增長，速率達(dá)到2.5mm/h;在連續(xù)抽真空24h后，隨著抽真空加固時間的