FDP工法技术特点及软土加固效果评价_李智文.pdf
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1、公路 年月第期 收稿日期:文章编号:()中图分类号:文献标识码:工法技术特点及软土加固效果评价李智文,金亚伟,唐昌意,吴宏生,王敏超,钱明(珠海市规划设计研究院珠海市 ;江苏鑫泰岩土科技有限公司宜兴市 ;珠海建工控股集团有限公司珠海市 )摘要:排水固结法是欠固结海相淤泥加固处理的有效方法,工法(增压式真空预压)在常规真空预压的基础上进行技术改进,具有防淤堵、无缝连接、降水增压和水气分离等技术特点,具有节能减排和加固效果好的技术优势。系统介绍了 工法的技术特点,通过某深厚软土路基处理的应用,验证了 工法的优越性,经加固后检测可知,工后沉降(),满足设计及规范要求;淤泥改善为淤泥质土,物理力学性能
2、指标有显著提高;原状土十字板剪切强度提高幅度,重塑土十字板剪切强度提高幅度 ,灵敏度降低幅度,地基稳定性提高,土的结构性减弱;地基承载力特征值均不小于 ;处理效果较好,可为类似软土工程加固提供参考。关键词:软土地基加固;增压式真空预压工法;海相淤泥;降水增压;防淤堵;管板连接;节能减排海相淤泥普遍具有含水量高、孔隙比大、压缩性大、承载力低、结 构 性 强、欠 固 结、呈 流 塑 状 等 特征,易导致地基发生较大的工后沉降和失稳,工程问题较突出,需进行加固处理后方能作为建构筑物地基,复合地基法处理欠固结淤泥,桩土难以协同变形,易出现不均匀沉降。排水固结法具有工程造价低、工后沉降均匀、加固效果好等
3、优点,普遍用于海相淤泥的加固处理。真空预压法利用大气压作为预压荷载,减少了土方资源的使用,具有节能环保的优势,广泛应用于软土工程加固处理。众多专家学者开展了相关研究,王思刘等分析了负孔隙水压力下的典型饱和软黏土三向固结试验特性,提出考虑负孔隙水压力和土体三向变形影响的固结沉降计算方法。魏雁冰等研究表明分级真空加载方式能降低排水板的淤堵,延缓“土柱”现象的出现,提高疏浚淤泥土的整体加固效果。在工程应用层面,真空预压普遍存在处理深度有限、竖向排水体易淤堵、整体加固效果不理想等问题。如何通过新材料研发及工艺改进,有效提高真空预压的加固深度和处理效果,达到节能环保的目的,是工程界急需探索的难点问题,本
4、文通过工程实例应用验证了 工法(增压式真空预压)的加固效果,可为类似工程提供借鉴。工法技术特点 工艺流程工艺流程:铺设工作垫层黏土密封墙施工打设塑料排水板及增压管管板连接形成管网系统埋设监测仪器真空设备安装铺设土工布及密封膜真空稳压 抽真空施工监测真空卸载效果检测交工验收。技术特点 防淤堵排水技术整体式 型防淤堵塑料排水板是采用特殊滤膜和芯板热熔成一体的新型材料,具有整体性好、抗拉强度高、滤膜孔径大的特点,有效克服了泥砂通过滤膜时造成的淤堵问题,有效降低了淤泥地层中排水板的涂抹和井阻效应,保障滤膜的有效性和排水通畅性。滤膜可根据淤泥颗粒尺寸调整孔径大小,达到最佳泥水分离的目的。尤其是新近吹填的
5、流塑状淤泥、渗透性极差土质加固效果更佳。其优点:连续梁结构,整体性好、强度高、滤膜薄、等效孔径大和降低淤堵。常规滤膜与防淤堵滤膜对比如图所示,由图可知,常规滤膜膜厚、经纬线明显、经纬线处透水性差。防淤堵滤膜膜薄、无扎压痕迹、孔径大、降低淤堵。型排水板与常规型排水板指标对比如表所列,由表可知,在滤 年第期李智文等:工法技术特点及软土加固效果评价膜抗拉强度相同条件下,型排水板在纵向通水量、滤膜渗透系数和排水板抗拉强度方面均优于常规型排水板。图常规滤膜(左)与防淤堵滤膜(右)对比表 型排水板与常规型排水板指标对比对比项目常规型 型纵向通水量()滤膜渗透系数()排水板抗拉强度()滤膜抗拉强度 干态 湿
6、态 无缝连接技术采用手型接头将排水板与真空支管直接连接(图),代替了常规真空预压中砂垫层和透水滤管,实现了低碳环保,缩短了真空传递路径,并减少了真空度的损失,加快土体固结速度,提高加固效果。其优点:塑料排水板与真空管直连,形成无缝连接,缩短真空传递路径,减少真空度沿程损失,采用钢丝软管代替真空滤管,避免真空滤管抽瘪的问题。图管板直连构件 降水增压技术降水增压技术是增压式真空预压的核心技术之一。抽真空初期通过降低水位把上层淤泥的浮容重转变为湿容重,对下部土体形成加载,以达到促进下部土体固结的作用。抽真空后期对软土一定深度进行侧向增压,加大土体内部与排水板之间的压力差,在增压气体的作用下,土体产生
7、微裂隙,加速土体的孔隙发育,使土体中难以排出的水分子定向移动,匀速分布压力,缩短排水路径,加速土体固结,达到真空联合堆载 的预压效果。降水增压管选用有特殊微孔做成的过滤层,形成能收缩的水平井微孔透水管。降水增压管由刚性弹簧支撑,可适应过大沉降造成的竖向变形。降水增压工作原理如图所示。图降水增压工作原理降水增压管井由钢丝弹簧、编织透水滤布组成,透水滤布有层结构,如图所示。弹簧复塑作为支撑结构,在弹簧上经纬编织网状绕滤布,再横向绕丝夹住滤布形成透水滤布,一次性形成,底端设置螺旋反扣接头封堵管底,另一端接螺旋反扣接头与滤管连接并内置真空芯管,形成降水井,把真空送至底部,使水分向降水管底部集中,真空由
8、底部向上扩散,同时水位下降至降水管管底,形成降水作用。抽真空后期进行空气增压,增大土体压差,加快水分排出,淤泥固结沉降。图降水增压管构造 水气分离技术水气分离技术可以有效提高真空利用率,并缩短施工时间。水气分离技术原理如图所示。利用集水井水气分离,将真空传至集水井,由集水井分布个口,每一出口连接真空主管,主管再分布在支管上,达到真空压力均匀分布的目标。真空泵采用资源节约型水环式真空泵,自动控制且安全性好。传统真空系统配备 射流泵,真空分布均匀性差,每台真空泵加固面积约 。水气分离技术配备台 真空泵和台 的抽水泵,加固面积约 ,用电量为传统真空泵的,可有效节约用电量,具有节能环保的优势。图水气分
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