浅谈真空预压在软基处理中的应用论文_王圳

浅谈真空预压在软基处理中的应用论文_王圳

港海(天津)建设股份有限公司 天津 300451

摘要:根据对比,采用真空预压法比采用堆载预压对土体的影响要小,而且加固速度快、工期短。真空预压属于排水固结法,是在地基表面铺设密封膜,通过特制的设备抽成真空,使密封膜下砂垫层内和土体中垂直排水通道内形成负压,加速孔隙水排出,从而使土体固结、强度提高的软土地基加固法。

关键词:真空预压;软基处理;应用

前言

将真空预压法运用到软基处理中,可提升软基的稳固性,这是因为在抽真空时,实施观察软基表面的沉降及孔隙水所产生的压力大小,可较好地控制软基变形、稳定。且在真空荷载的作用之下,地基变形的增长并不均匀,这就使得整个软基在抽真空前期的预压区内,加快土体表面的沉降速度,减慢后期土体沉降速度,且随着时间的延长,沉降的速度也会慢慢减慢。而且,经真空压力的作用之后,软基预压区中的土体也会变形,因此在软基处理中运用真空预压法,如果在软基加固区周边有很多高层建筑物、道路、民用住宅等,需重点关注软基预压区中的土体变形情况。

1软土地基定义及特征分析

1.1软土地基定义

软土地基指的是一些含水量较大、压缩性能较高、承载能力相对低的流溯性淤泥和淤泥质土,主要由饱和的黏土组成,而这些饱和黏土的土质在湖泊、沿海、平原等地区较多。因软土地基较特殊,在实际施工中常常会引发很多施工安全隐患,同时也会影响工程地基建设质量。

1.2软土地基特征

软土地基最大的特点是压缩性较高、不均匀性、易触变、渗水性差等,具体表现为:第一,压缩性较高。大多数软土地基工程项目在建设过程中,因软土自身的压缩系统很多,这就容易使大部分软土在压缩变形的过程中,产生较大的压力。且在实际地基工程施工中,对于项目沉降量很大,这就容易使地基附近的建筑结构出现严重变形,从而降低整个软土地基稳定性能;第二,不均匀性。由于软土的构成成分包括:微细颗粒、高分散颗粒,这就使得软土土质产生不均匀的特性。比如在进行路面施工时,若所荷载的受力状态不均匀,则会加大路面沉降的几率,使建筑物产生较多裂缝;第三,易触变。如果软土区内的土质压实力度不够,而土质的固态特征又较明显,一旦受到任何扰动或是损坏,则会使软土变得更加稀释,这就会影响整个地基的安全性、稳固性;第四,渗水性差。由于软土透水系数相对低,而在软土地基实际加固处理中,所运用的特性是不透水工作模式,因此施工时需花费大量时间做好排水加固工作,遮掩会加大所建设项目沉降的时间,严重的会使地基坍塌。

2软基处理中真空预压法的应用概述

2.1 真空预压法的发展趋势以及注意的问题

经过研究人员以及施工人员的多年努力,现阶段的真空预压法已成了一种较为有效的软基加固的工程措施。并且随着以后对于岩土工程的理论水平的逐渐进步,这一技术还将会有更加广阔的应用和发展空间。从实际现阶段的应用范围来讲,真空预压法的应用范围越来越广泛,包括围海造地、码头后方堆场、道路等。从真空预压法的工作机理以及研究等方面来说,这一方法表现出越来越细致和全面的分析。因此,工作人员极有必要对真空预压机的制作进行更加深入和微观的分析。

2.2 真空预压技术的工作原理

所谓的真空预压技术,从某种意义上来讲应称为真空堆载联合预压技术。这一技术的工作原理是在需要加固的软土地基内设立砂井或者是塑料排水板等竖向的排水通道,这样在地面上的铺设砂砾垫层才能作为水平的排水层,并且能够在其上覆盖的不透气的土工密封膜与大气进行隔绝。经由埋设在砂砾垫层中的吸水通道,通过应用真空的装置进行抽气,并且将密封膜内的空气进行排出,这样才能使得膜内外产生气压差。

3真空预压法在软基处理中的具体运用

经以上分析软基的具体特点,在实际施工中需做好各项软土加固工作,以确保地基稳定、安全。此次将真空预压法运用到软基处理中,对改善软基性能、提升地基加固制定等方面具有重要意义,具体运用包括以下五个方面:

3.1真空预压法在深层软基处理中的运用

深层软基处理中有效运用真空预压法,可在明显缩减软基处理的施工工期的基础上,加大真空的压力,运用效果较明显,这是因为相关人员在开展试抽真空作业的过程中,应该仔细检查各台射流泵实际运转情况、薄膜密封性能否达到标准要求,一旦出现任何问题,应及时解决。通常情况下,将真空预压法运用到深层真空预压处理工作当中,所需抽真空时间为100~120天,且在满载预压软基施工的过程中,薄膜下的真空压力需超出80kPa。若应用真空预压法后,可将软基处理时间提前,则在设计真空压力时可超出标准要求5~10kPa。

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3.2真空预压法在软基施工现场操作中的运用

软基施工现场加固处理过程中,运用真空预压法来进行施工现场操作,主要就是仔细勘察软基施工现场地质,真空预压法加固软基施工技术的施工主要流程是先对工程施工现场进行地质调查,而后按照整个软土地基的地形、土质等来设计相应的排水通道,项目施工团队根据设计图纸制定出相应的项目施工计划,并做好软土地基处理前期的各项准备工作,最后施工人员根据施工前期的计划,做好真空预压法运用前期的各项准备工作。例如,软土地基处理人员做好砂垫层的排水作业,做好真空分布管安置、密封膜铺设、真空泵安装、管路连接、抽真空等各项工作,之后仔细检查各个施工设备,并在软基施工人员做好各项目施工处理后,将所使用的各种机械设备全部卸载。

3.3真空预压法在软基真空预压作业中的运用

施工人员把真空预压法运用到软基真空预压作业中,所选取的密封膜主要是聚氯乙烯塑、聚乙烯,而聚乙烯或是聚氯乙烯塑料膜厚度大约在0.12~0.14mm之间,待施工场地整平工作结束之后,软基处理人员在无风、晴朗的天气下铺膜,每铺一层均要认真查看薄膜有无漏铜或是破损严重等状况,如果有漏铜或是破损较为严重,施工人员应及时做人工粘补。软基处理人员在开挖密封沟过程中,需保证密封沟内、外坡的坡面较平滑且没有任何砂料,沟底的宽需超过0.4m,保证密封膜、沟底的黏土可以完全接触。值得注意的是,密封沟的回填料需选取纯黏土,在做回填工作的过程中,需尽量避免回填料会撞击其密封膜,这样能避免整个薄膜被回填料严重击穿。

3.4真空预压法在软基加固施工中的运用

为提升加固软基施工效果,软基处理人员对软基做相应的监测、检验时,应在软土地基加固的地方,设置一个合适的深层分层沉降仪、水位仪、表层沉降盘等相应的检测、检验仪器设备,之后将软基进行加固之前、加固之后的原状土,做相应的试验,对比两种试验结果。通常情况下,软基通过加工之后,整个土层物理力学的性质会有较大改变,比如施工人员在处理软土地基时,可在施工现场做相应的十字板剪切试验,结果显示,可大大增强整个软基抗剪强度,且软基加固效果也较显著。

3.5真空预压法在软基排水处理中的运用

相关人员在处理软土地基排水方面的问题时,在运用真空预压法的过程中,需控制好每一个塑料排水板之间的距离,确保各个塑料排水板所排水的距离设置比较科学、合理,这样可大大增强软土地基排水板的排水处理效果。一般来说,在设置软土地基排水板与排水板之间的距离的过程中,施工人员应该按照软土地基在进行加固处理时所需的时间、加固稳定度、加固工程施工所需成本等方面,全面、综合地考虑各项因素。例如,若软基处理人员所设置的排水板与排水板之间的距离偏差较大,且超出相应的施工标准要求,则会使相同软基区的加固施工效果存在显著差异,最终使整个软基加固处理现场发生均匀沉降。因此,为较好地避免软基施工沉降较严重,施工人员在做软基处理时,应严格、精准地控制好各个排水板的间距,将偏差减少到最低。

4施工管理注意事项

4.1工程在打设完塑料排水板的施工区域进行真空预压加固地基

一般浅层真空预压的膜内真空度不低于650mm 汞柱(相当于80kPa),抽真空有效(恒压)时间约为55d,最终的卸载标准为:按实际沉降曲线推算的固结度符合设计要求85%为准;连续5~10d 实际沉降速率不大于2.0mm/d。

4.2利用沿真空预压边缘排水板向外挖设的搅拌沟槽(粘土围幕沟)

利用沿真空预压边缘排水板向外挖设的搅拌沟槽(粘土围幕沟),将真空预压真空射流泵从软土地基抽出的孔隙水,排至粘土围幕沟,设抽水泵排除真空预压区外,汛期排水应加大布设抽水泵的密度从而解决出现的问题。

4.3最关键的技术问题——密封问题

密封问题关系到真空预压的加固效果甚至工程的成败。密封不好,膜下的真空度就难以形成,或根本无法形成,也就达不到预期的效果。一般表层的密封问题主要是加固区周边的密封沟深度不够或密封膜开裂造成漏气,此外,有时砂垫层中存在有棱角的碎石,在抽真空的过程中,会造成密封膜的开裂。为防止这种情况发生,在砂垫层上先铺土工布,再铺设密封膜。

4.4 在一般路基软基处理时,密封膜下真空度不低于80kPa 时才可进行密封膜上部路基施工

膜上第1 层路基填筑施工时,密封膜上部需先铺设一层保护土工布,膜上第1 层路基填筑厚度不小于0.2m,采用轻型压路机轻型压实,第2 层路基填筑厚度不大于0.3m,采用静压压实,并应满足路基压实度要求。第1 层填料要求为风化砂细粒材料,风化砂内含颗粒最大粒径不大于5.0cm,第1、2 层路基填筑时宜采用轻型运输工具,并不得损坏密封膜,要求第1、2 层路基填筑施工时,应密切注意膜下真空度的变化,发现漏气,应及时处理。第1、2 层路基填筑以后,其上部路基填筑可进行正常施工。

结束语

总之,对于真空预压技术来说,可以有效的消除软土地基的有害变形,同时还能够改善软土地基其自身的不良性能,现阶段这一方法得到了较为广泛的应用。同时,通过采用真空预压排水固结的方法,能够有效的缩短施工周期,减少施工加固的费用,提高加固的效果。但是由于现阶段国内地基施工的条件较为复杂,同时受到相关技术的限制,这一技术的应用还有待推广。因此,要不断创新该技术的弊端,同时提高这一技术在软土地基施工中的应用状况。

参考文献

[1]于立成,徐凤革. 真空预压法在软土地基处理中的应用[J]. 黑龙江交通科技. 2009(07)

[2]李峰,朱鹏. 真空预压法在软土地基处理中的应用[J]. 黑龙江交通科技. 2007(04)

[3]李坦,张伟. 真空预压法侧向变形影响因素的有限元研究[J]. 港工技术. 2016(03)

[4]孙玮,范洪浩,俞峥巍. 浅析真空预压法加固软基应用[J]. 中国水运(下半月). 2010(04)

论文作者:王圳

论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第9期

论文发表时间:2018/8/23

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