真空堆载联合预压技术在大面积深厚软基处理中应用.pptx

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1、发展及应用现状1952年由W.Kjellman 提出真空预压理论模型1957年美国费城国际机场跑道扩建工程 1980年在天津新港首次国内应用83年我国开展真空-堆载联合预压法研究 近年来，真空预压法及真空-堆载联合预压法广泛应用于港口、码头、堆场、机场、工业民用建筑等 第1页/共45页真空-堆载预压法示意图第2页/共45页真空-堆载预压法平面示意图第3页/共45页排水管示意图一第4页/共45页排水管示意图二第5页/共45页真空预压法加固机理真空预压法是在需要加固的软土地基内设置砂井或排水板,作为竖向排水通道然后在地面上铺设砂垫层作为水平排水层,并在其上覆盖不透气的密封膜使与大气隔绝通过埋设于砂

2、垫层中的吸水通道,用真空装置进行抽气,将膜内空气排出,从而膜内外产生一个气压差，这部分气压差即变成作用于地基上的荷载。随着膜内空气的不断排出，压差逐渐增大，并通过竖向排水体传递到地基深处，地基中的水、气不断排除而发生固结。第6页/共45页真空-堆载联合预压法加固机理真空-堆载联合预压法加固软基是由真空预压法和堆载预压法基础上发展起来的，两者都是属于排水固结法，通过真空压力（负压）和堆载（正压）使土体中的孔隙水压力产生不平衡的水压力，孔隙水在这种不平衡力的作用下通过竖向排水体逐渐排出，从而使土体产生固结变形 第7页/共45页真空预压法的特点真空预压荷载相当于4m高的填土作用在地基上，能有效提高地

3、基承载力和消除工后沉降。固结完成后，地基土的强度可以提高23倍，加固效果明显。处理后的地基能够承受80kPa的荷载。真空荷载可一次加足（抽真空到80kPa仅需37天）,地基土不会发生剪切破坏。加固效果均匀，整个场地同时得到处理。第8页/共45页真空-堆载联合预压法的特点在真空预压的基础上，再施加堆土荷载，能进一步提高地基承载力和消除工后沉降。适用于地基承载力要求大于80kPa、工后沉降要求较高的工程。加固效果均匀，整个场地同时得到处理。同时在很多工程中可以二次利用堆载。且堆载速度可以很快，稳定性很好。第9页/共45页苏州市吴越岭秀软基处理工程加固前的地基土性质 承载力低（地基承载力特征值为13

4、t/m2），无法开展各项施工为吹填土地基，属于欠固结土，不处理将有较大的工后沉降，小区道路及管线会产生不均匀沉降第10页/共45页处理前，挖机陷入土中第11页/共45页处理前，挖机陷入土中第12页/共45页加固前陷在软基中的静压桩机第13页/共45页静压桩机陷在软土中第14页/共45页加固要求承载力特征值达到8t/m2工后沉降小于20cm第15页/共45页采用的加固方案真空预压法加覆水40cm抽真空时间为55天第16页/共45页真空预压法过程简介1、在软土地基表面先铺设砂垫层2、打设塑料排水板3、在砂垫层中埋设滤水管道4、用专用密封膜将整个地基盖住、密封5、抽真空，将地基中的水和空气抽出，使地

5、基压缩，提高承载力6、抽出的地下水覆盖在密封膜上，进一步增加加固效果。7、达到要求后卸载第17页/共45页打设好塑料排水板的软基第18页/共45页埋设滤水管道第19页/共45页铺设密封膜第20页/共45页安装抽真空系统并抽真空第21页/共45页真空预压后开始覆水第22页/共45页加固过程中的沉降曲线软基深度10米，抽真空58天，沉降为79cm第23页/共45页加固完毕后的地基承载力变化情况载荷板试验结果序号最大加载量（kPa）最大沉降量（mm）残余沉降量（mm）最大回弹量（mm）回弹率（%）判别极限荷载S119241.5630.0211.5427.77不小于160kPaS216014.9410

6、.374.5730.59不小于160kPaS316012.78.783.9230.87不小于160kPa第24页/共45页加固完毕后的地基承载力变化情况轻型动力触探试验检测深层土的承载力深度/m击数估算承载力/kPa00.3161100.30.6151080.60.9201200.91.2251331.21.5251331.51.8201201.82.1261352.12.4281412.42.727138第25页/共45页载荷板试验及轻型动力触探试验结果经过58天的真空预压结合上部覆水预压后：地基承载力极限值达到160kPa 地基承载力特征值达到80kPa第26页/共45页240t重的静压桩

7、机在加固后的地基上第27页/共45页由实测曲线推算的工后沉降实测的最大沉降值为79.0cm推算的最终沉降为87.5cm完成的固结度为90.2%理论工后沉降为9.6cm，目前实测工后沉降为1.3cm。第28页/共45页加固效果总结地基承载力大幅提高，特征值由最初的13 t/m2增加到8 t/m2消除工后沉降，由实测沉降推算的理论工后沉降值为9.6cm，目前实测工后沉降为1.3cm。第29页/共45页经济性总结和粉喷桩方案的比较 本工程真空预压的所有费用为115元/m2 粉喷桩方案，按照1.2m间距，打设深度13m，按25元/m计算，所需费用为225元/m2；按照1.5m间距，打设深度13米，按2

8、5元/m计算，所需费用为144元/m2 如果采用粉喷桩方案，给将来地下室的开挖及高层建筑桩基的施工带来极大的不便 最后采用真空预压加覆水方案，并获得成功第30页/共45页杭金衢高速公路软基处理工程工程概况：萧山段部分路段为深厚软土地基，具有含水量高、压缩性大、渗透性差、灵敏度高、强度低和厚度不均等特点 软土层厚22m，路堤填筑高度为3.0m第31页/共45页需要解决的问题一、软土路基的沉降和差异沉降过大的问题，它严重影响了高速公路的正常使用二、在路基填筑过程中出现的稳定问题 第32页/共45页真空-堆载联合预压施工过程真空预压过程和前述苏州真空预压工程相同，排水板打设深度为25m，间距1.3m

9、抽真空稳定后，上部开始填筑路堤，同时也就是施加堆载荷载第33页/共45页堆载施加完毕，进入真空-堆载联合预压阶段第34页/共45页表面沉降随时间变化曲线 第35页/共45页分层沉降曲线第36页/共45页加固区边缘的土体水平位移曲线第37页/共45页加固效果消除了工后沉降，到目前为止已通车2.5年，期间一直在进行沉降观测，到目前工后沉降为8.7cm 地基土体性质得到了改善在快速填筑路堤的过程中保证了地基稳定性第38页/共45页广东京珠高速公路软基处理工程工程概况广珠段海隆大桥与东河大桥之间的软基具有广东珠江三角洲软土层的共同特性即软土层厚(30m)、含水量高(60%)、强度低(1.6mPa-1)

10、路堤高度为4.2m，且工期要求紧，要在4个月内填筑路堤完毕，对稳定性要求很高第39页/共45页加固方案选择粉喷桩、堆载预压、真空-堆载联合预压方案软基深度大于30m，由于粉喷桩处理深度大于10m时效果不好，且造价高于真空-堆载联合预压方案堆载预压所需时间过长，且路基稳定性差采用了真空-堆载联合预压方案，其中抽真空时间为120天，堆载高度为4.2m第40页/共45页加固效果良好到目前实测的工后沉降为13.1cm 由于堆载速度快，容易发生滑坡，采用真空-堆载联合预压法，加固区向内收缩，提高了路基稳定性，没有发生滑坡事故第41页/共45页真空-堆载联合预压经济性分析真空-堆载联合预压法的费用主要包括

11、：砂垫层 50cm厚，25元/m2 塑料排水板 15m深，1.2米间距，20元/m2 真空预压 抽真空3个月，75元/m2 合计总价：120元/m2第42页/共45页与粉喷桩的经济比较粉喷桩打设深度15m，间距1.2m，单价25元/延米，则价格为260元/m2粉喷桩打设深度15m，间距1.5m，单价25元/延米，则价格为167元/m2真空-堆载联合预压方案价格为120元/平米，能节省47140元/m2第43页/共45页和堆载预压法工期对比10米填土高度时堆载预压工期 填筑期 10个月 预压期 12个月合计 22个月 真空-堆载联合预压工期 填筑期 5个月 联合预压期 34个月合计 89个月第44页/共45页感谢您的观看！第45页/共45页