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1、软土地基处理技术最好的沉淀,目录,一、软土的定义及特性,软土一般指外观以灰色为主,天然孔隙比大于或等于1.0,且天然含水量大于液限的细粒土;标准贯入度击数小于4的砂性土。 具有天然含水量高、天 然孔隙比大、压缩性高、抗剪强度低、固结系数小、固结时间长、 灵敏度高、扰动性大、透水性差、土层层状分布复杂、各层之间物 理力学性质相差较大等特点。,地质剖面图,软基处理的目的,二、软土地基加固方法简述,1.排水固结法 2.振动水冲法 3.强夯法 4.深层搅拌法 5.爆炸排淤填石法,2.1排水固结法,2.1排水固结法,排水固结法原理,排水固结法的机理是在软基中设置袋装砂井或塑料排水板,利用路堤重量分级加载
2、或利用射流泵产生负压,使软土中的孔隙水排出后逐渐固结,因而产生压密沉降,同时地基强度也有逐渐提高的一种方法。,排水固结法分类,堆载预压法 真空预压法 真空联合堆载预压法,排水固结法施工工艺,堆载预压法:铺设砂垫层打设塑料排水板(或袋装砂井)分级堆载预压卸载(移走上部堆载预压土) 真空预压法:铺设砂垫层打设塑料排水板(或袋装砂井)铺设排水管系、安装射流泵及出膜装置挖密封沟铺膜、覆水抽气卸载(停泵停止抽气) 后文对排水固结法将进行详细介绍,2.2振动水冲法,2.2振动水冲法,振动水冲法原理,振动水冲法又称振冲法,就是利用振动器水冲成孔,填以砂石骨料,借振冲器的水平及垂直振动,振密填料,形成碎石桩体
3、与原地基构成复合地基,以提高地基承载力的方法。,振动水冲法分类及工艺,1.振冲置换法(施工工艺) 2.振冲密实法(施工工艺),2.3强夯法,2.3强夯法,强夯法施工原理,反复将重锤提到一定高度使其自由落下,给地基以冲击和振动能量,从而提高地基的强度并降低其压缩性,改善地基性能。夯锤重100400KN,提升高度10m40m。 施工工艺,2.4深层搅拌法,2.4深层搅拌法,深层搅拌法的应用,a)柱状布置;b) 壁状布置;c) 格栅状布置;d) 块状布置,深层搅拌法施工原理,利用水泥(或石灰)作为固化剂,通过特制的深层搅拌机械,在一定的深度范围内把地基土与水泥(或其他固化剂)强行搅拌,固化后形成具有
4、水稳定性和足够强度的水泥土,制成桩体、块体和墙体等加固体,并与地基土共同作用,提高地基的承载力,改善地基变形特性。,深层搅拌法施工工艺,2.5爆炸排淤填石法,爆炸排淤填石法,利用炸药爆炸是的高能量将软土扬弃或压缩,然后填以块石,达到改良地基的目的。 适用:换填深度超过3m,功效较高、施工期紧迫且允许爆破的情况。 施工工艺,三、排水固结法详细介绍,以黄骅港综合港区公共通道基础处理一期工程第二处理区为例,对排水固结法做详细介绍 真空联合堆载预压:由于有交地标高要求时间,施工中将堆载施工和回填至设计标高施工同步展开,同时继续进行抽气施工,形成了联合超载预压施工工艺,工程处理标准:,a、路基稳定性:稳
5、定安全系数F:不考虑轨道及列车荷载F1.20;考虑轨道及列车荷载F1.15; b、路基基底承载力:天然地基承载力120kPa; c、沉降要求:工后沉降不大于20cm;年沉降量不大于5cm; d、交地标高为+6.0m(高程基准面为黄骅港理论最低潮面)。,黄骅港综合港区公共通道基础处理一期工程,黄骅港综合港区公共通道基础处理一期工程,第二、四处理区卸载标准 a、连续510天的实测平均沉降速率不大于2.5mm/d; b、有效真空预压时间不小于120天。真空满载过程中,维持膜下真空度不低于85kPa; c、加固深度范围内地基平均总应变固结度不宜小于90%; d、联合堆载:抽真空达到恒载10天后,吹填粉
6、砂分两级进行堆载,加载总厚度为2.5m,50天内完成加载,联合堆载满载40天,加载计划见下图:,基础处理一期工程形势图,CAD工程形势图,浅层处理断面图,浅层CAD剖面图,深层处理断面图,深层CAD剖面图,测量定位,铺设滤管和水平排水板,插设浅层排水板,铺设浅层土工布,铺设浅层编织布,场地整平,浅层膜上铺设土工布,浅层真空预压,铺设土工格栅机土工布,吹填粉砂至设计厚度,铺设砂垫层,打设塑料排水板,挖压膜沟布滤管,铺膜安装射流泵,抽气至恒载,铺设膜上土工布,吹填膜上粉砂堆载,卸载铺设山皮土,铺设砂垫层,打设塑料排水板,铺设土工布,堆载素土,堆载区,真空区,临时道路整修,施工区域排水,浅层卸载,(
7、2)第二处理区施工工艺流程:,达到设计要求卸载,铺设山皮土,黄骅港综合港区公共通道基础处理一期工程,浅层处理,浅层处理,浅层处理的目的:对于某些区域地质条件很差,无法直接上机械进行深层处理各工序施工,需要先通过浅层处理使地基表面硬化,为后续深层处理施工提高条件。 以此工程为例,本工程第二处理区于2012年11月底完成吹填施工,本工程于2013年3月初开工,该区域表面多为吹填泥、泥浆等。,铺设竹芭、荆芭,浅层铺设编织布,浅层铺设土工布,浅层塑料排水板插板前封底,浅层人工插塑料排水板,浅层铺设滤管和水平排水板,浅层铺设土工格栅及长丝土工布,浅层铺设密封膜,浅层真空预压,铺设浅层膜上土工布,吹填粉砂
8、至设计要求厚度,浅层膜上吹填黒砂的应用 膜上压黒砂的一些技巧,监理验收吹填粉砂厚度,深层处理,铺设中粗砂垫层,打设塑料排水板,打设塑料排水板,真空预压区,堆载区,布设滤管与绑扎,开挖压膜沟,铺设密封膜,安装射流泵,抽气至恒载,铺设膜上土工布,膜上吹填粉砂堆载,卸载并铺设山皮土至设计标高,回填山皮土,返回,堆载区打设深层塑料排水板后铺设土工布,堆载素土,达到设计要求卸载后铺设山皮土至设计标高,特殊工艺,第一处理区真空预压时,排水板采用长短板相结合工艺(长板间距0.9m,中间插短板,短板至标高-2.5m);B1区真空预压满载施工时间为91天,卸载后对场区进行回填碾压灰土施工至+6.0m标高。,基础
9、处理一期工程特殊工艺,第二处理区由于泥塘刚吹填完成,场区地质较差,对场区先进行浅层真空预压施工,然后进行深层真空联合堆载施工。在施工中,针对打设排水板翻浆严重情况,对部分区域采用了高性能排水板,手型接头等材料,并采用了增压施工技术,保证铁路区施工质量。 深层真空预压满载时间为120天到144天,联合堆载施工满载时间60天至73天,均达到设计满载要求。由于有交地+6.0m标高要求时间,施工中将堆载施工和回填至设计标高施工同步展开,形成了联合超载预压施工工艺。,基础处理一期工程特殊工艺,基础处理一期工程特殊工艺,第四处理区采用底部吹填大型充填袋形成工作垫层,为后续施工创造条件。各区深层真空预压满载
10、时间为131天到143天,联合堆载施工满载时间68天至73天,均达到设计满载要求时间。由于也有交地+6.0m标高要求,部分区域将堆载施工和回填至设计标高施工同步展开,形成了联合超载预压施工工艺。,1.增压式施工技术介绍,增压式真空预压技术介绍,无砂垫层技术:通过手型接头把塑料排水板与真空管连接,缩短真空传递路径,使真空度能直达土体内部。 防淤堵技术:减少井阻效应,达到最佳泥水分离的目标。 超压固结技术:在土体均匀设置增压管,使土体水分子在压力作用下定向流动,对软基进行快速固结,在有限工期内大幅度提高地基强度,减少工后沉降。,常规真空预压原理,江苏鑫泰岩土科技有限公司,增压式真空预压(超压真空密
11、实法)原理,技术特点,1,2,3,4,采用增压技术,通过直 连技术,使用防淤堵技术,实施长短板联 合抽真空技术,对软基进行真空预压的同时, 通过增压系统,对软土进行 侧向增压,使土体中的水分 子定向流动,加速土体固结。 达到真空联合堆载80120kPa 的预压效果。,控制滤膜孔径、达到最佳泥水分离效果。利用土性与滤膜孔径关系,研制特殊滤膜材料的高性能排水板,有效克服泥沙通过滤膜时造成的淤堵,达到最佳泥水分离目的。尤其是新近吹填的流塑状淤泥、渗透性非常差的土质加固效果更佳。,采用手型接头,直接连接排 水板与真空管,替除中粗砂 粉砂垫层,实现低碳环保 。 缩短真空传递路径,减少了 真空度的沿程损失
12、,加快固 结时间,提高加固效果。,提高浅层固结强度,缩短施工时间。 传统浅层真空系统和深层真空系统分开独立的,而我们利用浅层真空系统处理后在深层真空系统作用时,继续发挥浅层真空系统,使浅层土体固结强度大大提高。,布设真空系统和增压系统,试验区固结情况以及防淤堵排水板,防淤堵排水板,普通排水板滤膜和防於堵排水板滤膜,江苏鑫泰岩土科技有限公司,浅层处理后挖机开上去的情况,浅层处理后的特色现象,排水板周围形成固结柱,浅层处理后 施工机械安全进场!,增压真空预压实验应用工程无砂垫层开挖情,增压区防淤堵排水板 开挖效果(含水量低41.6%),传统排水板 开挖效果(含水量高56.9%),2.浮桥铺设原泥面
13、土工织物施工工艺,在浮泥较厚区域进行土工织物铺设,人工铺设容易发生掉入泥塘中现象,本工法采用浮桥在外力作用下能在浮泥中移动,并下放土工织物至原泥面完成铺设,对浮泥较厚的地质铺设土工织物垫层施工提供可能,并能减小材料损耗量、又能加快施工进度。 本工法适用于施工区为浮泥层较厚、含水量高的淤泥质土的工程,浮桥铺设原泥面土工织物施工工艺流程图,浮桥铺设施工示意图,浮桥铺设原泥面土工织物的优点,1.本工法较常规方法能降低施工难度,提高施工效率,有利于加快工程进度特点,对土质极软的施工区域施工创造条件; 2.本工法较常规方法能较好保证铺设平整度,有效解决人工反复踩踏造成土工织物褶皱顽疾,减小材料损耗; 3
14、.本工法采用机械为卷扬机、浮桥、小型拖带船等,施工机械简单且费用较低,有效降低施工成本; 4.本工法保证施工人员在小型拖带船和浮桥进行作业,避免施工人员直接进入泥塘进行施工,施工人员安全得到有效保证。,工程监测,1.真空压力表(85Kpa) 2.孔隙水压力 3.分层沉降值 4.侧向位移,安全施工,1.施工区铺设土工织物 2. 安全用电 3.高温天气发电机安全 4. 地基沉降位移对周围建筑物影响 5.安全文明施工,冬季施工,1.务必保证进入封冻期前完成真空预压恒载之前的工序(完成试抽气)。 2.重视对密封膜的保护(较深覆水或铺土工布) 3.下水作业(射流泵及压力表的检查、维修、更换,监测数据的采
15、集等工作)务必有安全保护措施,避免发生落水事故。,工程检测,1.静载荷试验 2.十字板剪切试验 3.钻机取芯试验(土工试验),静载荷试验,十字板剪切试验,土工试验,根据处理要求写检测报告结论,邯黄铁路路基处理要求: a、路基稳定性:稳定安全系数F:不考虑轨道及列车荷载F1.20;考虑轨道及列车荷载F1.15; b、路基基底承载力:天然地基承载力120kPa; c、沉降要求:工后沉降不大于20cm;年沉降量不大于5cm; d、交地标高为+6.0m(高程基准面为黄骅港理论最低潮面)。,工后沉降及年沉降量,检测报告结论,1.各断面的铁路路基的浅层地基承载力特征值均大于等于120Kpa。地基承载力满足要求。 2.各断面的工后沉降量为0.097m0.197m,均小于等于20cm,满足设计和相关规范要求;年沉降量大部分断面能够满足小于等于5cm的限值,除第一年的年沉降量个别断面超过5cm外,后续其它年份的年沉降量都小于5cm。考虑到后续处理措施及铁路试运营期间荷载较小等因素,年沉降量应满足小于等于5cm的限值。,检测报告结论,3.各断面不考虑轨道及列车荷载稳定安全系数F为1.2389.537,均大于等于1.20;各断面考虑轨道及列车荷载稳定安全系数F为1.2386.614,均大于等于1.15;满足设计及相关规范要求。,谢谢,
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