真空預壓法在軟土地基中的應用及效果分析

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1、真空預壓法在軟土地基中的應用及效果分析珠海水務集團有限公司廣東珠海519000摘要:采用真空預壓法處理珠海西部地區(qū)某水廠擴建工程軟基,處理淤泥層的平均厚度達到6m以上,軟基上施加真空壓力80kPa,90d后地基表面沉降量達到80cm以上,地基平均固結度超過90%,滿足設計要求處理后的軟土地基物理力學性質(zhì)變化明顯,表明采用真空預壓法處理木工程軟基是可行的,同時對真空預壓過程中的施工、監(jiān)測等進行分析。關鍵詞:真空預壓;軟基;沉降;監(jiān)測1工程概況水廠一期設計規(guī)模12萬m3/do木期(二期)設計規(guī)模16萬m3/d,遠期水廠擴建至60萬m3/do水廠現(xiàn)狀一期

2、圍墻范圍內(nèi)用地面積6.9萬m2,水廠二期及遠期用地6.0萬m2。水廠木期建設16萬m3/d的常規(guī)處理工藝流程和28萬m3/d的污泥處理工藝流程,部分構筑物土建規(guī)模按水廠終期60萬m3/d考慮建設。本次擴建工程內(nèi)容主要包括:機械混合折板絮凝平流沉淀池(下疊清水池)、V型濾池、反沖洗泵房、綜合加藥間、排泥池、濃縮池、污泥平衡池、脫水機房及配電間、鼓風機房及反沖洗泵房等工程內(nèi)容。擬建場地有厚度不均的淤泥,為了滿足場坪及道路的使用要求,需對場地進行軟基處理,總處理面積約33429m2o2地質(zhì)情況2.1地形地貌擬建項目場地位于珠海市斗門區(qū),東鄰X589線主干

3、道,場地西、北鄰近山區(qū),東南逐漸平緩,為丘陵與濱海平原過渡帶地貌單元?,F(xiàn)場地內(nèi)分布有人工堆填的素填土,林木、植被密布及零星溝塘,場地總體地勢北高南低,地面高程-1.92-5.92m,地形起伏較大。2.2地層巖性據(jù)鉆探結果,場地內(nèi)自上而下分布有第四系全新統(tǒng)人工填土層,、第四系全新統(tǒng)海陸交互相沉積層、第四系全新統(tǒng)殘積土層及寒武系八村群砂巖。各地層工程地質(zhì)特征分述如下:2.3地下水擬建項目場地勘察深度內(nèi)地下水為多層狀的含水結構,主要分布有上層滯水、孔隙潛水和基巖裂隙水。上層滯水分布于人工素填土中,水量貧乏;孔隙潛水賦存于第四系全新統(tǒng)海陸交互相沉積層的礫砂

4、(中砂、細砂)中,具有微承壓性,富水性、透水性較好,水量一般;基巖裂隙水分布于風化砂巖裂隙中,水量中等。場地內(nèi)的淤泥、粉質(zhì)粘土和砂質(zhì)粘性土③為相對隔水層或弱透水層。場地地下水主要受大氣降水及地下水逕流補給,以蒸發(fā)及地下水逕流排泄。地下水位隨季節(jié)而變化,施工期間正值平水期,測得鉆孔內(nèi)穩(wěn)定地下水位埋深0.35?2.81m,相當于標高?0.38?4.74m,預計年水位差1.80m(最低地下水位埋深1.85m,最咼地下水位埋深0.05m)o3軟基處理總體設計真空預壓前首先要在地基上鋪設砂墊層等水平排水層和打入塑料排水板等垂直排水通道,在砂墊層上鋪設塑料密封

5、膜,將四周埋設于不透氣層頂面以下至少50.0cm,使地基與大氣層隔離;然后采用射流泵在密封膜下抽真空形成負壓,降低地基內(nèi)的孔隙水壓力,增加地基的有效應力,使土體加固以提高地基承載力。真空預壓排水固結系統(tǒng)可分為施壓系統(tǒng)、排水系統(tǒng)和密封系統(tǒng)。真空預壓加固的主要技術難點和施工關鍵在于保證真空設備效能、地基深部真空度的傳遞與維持和軟基密封效果等,加固過程要求始終保持膜下真空度≥80.0kPa,盡量減少在橫向與豎向排水系統(tǒng)中的真空度傳遞損失,真空度的產(chǎn)生、深部傳遞與維持是軟基加固成功與否的關鍵核心技術。因此,對真空度的傳遞過程采取積極有效的控制措施是真

6、空預壓施工質(zhì)量控制的重點。真空預壓排水固結系統(tǒng)的組成結構如圖。4真空預壓施工及監(jiān)測4.1真空預壓排水固結施工施工總體順序:平整場地→鋪設砂墊層、施工攪拌樁及水泥漿密封墻封閉帷幕→JT設塑料排水板→挖設密封溝→ffl設真空濾管,檢測儀器→鋪設真空膜→安裝真空設備、抽真空施工→滿載預壓及卸載→整平場地、設排水明溝。4.2施工監(jiān)測真空預壓施工的監(jiān)測和檢測內(nèi)容較多,主要觀測項目為地面沉降、真空度、孔隙水壓力、土體分層沉降和水平位移等,以及加固前、后的鉆孔原狀土工試驗和原位十字板

7、試驗。在砂墊層和塑料排水板施工期間應每隔3d觀測1次,開始抽真空吋要每天觀測1次,15d后可每隔3d觀測1次,如果觀測數(shù)據(jù)變化很小可逐步延長至每周觀測1次。5常見問題分析5.1設計方案的優(yōu)化建設單位應會同各參見單位對設計方案進行優(yōu)化和優(yōu)選,針對工程實際情況選擇工期短、質(zhì)量好、投資少的設計方案。首先的優(yōu)化對象是真空預壓施工中塑料排水板材料的選定,其次是加固深度的確定一塑料排水板的打設深度,加固單元體內(nèi)的塑料排水板的密度一塑料排水板的平面布設形式的間距,即通過設計計算確定合理的打設深度、最小的布設密度(最大間距),最短的工期,獲得將要達到設計要求的令人

8、滿意的施工質(zhì)量。5.2冋填土的質(zhì)量要求某些工程由于工程需要在軟基加固前期先冋填一定量的土方,在冋填過程中冋填材料、冋填工藝

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