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1、(桩基础教研室学术交流会),高真空击密法 工程应用研究,报告人： 时间：,软地基处理现状,对于饱和软粘土地基进行永久性处理，常用的方法一般有真空预压、堆载预压、真空联合堆载预压、复合地基法。 强夯法虽然造价低、工期短、质量高，但是对于饱和软粘土地基规范规定要慎用。,原因：强夯产生的超孔隙水压力不易及时消散，易发生弹簧土现象,报告内容2-高真空击密法,地基处理研究现状概括 高真空击密法概念 高真击密法机理、特点 工程应用,高真空击密法,地基处理方法现状,强夯法 真空+堆载预压法,高真空击密法,高真空击密法概念,高真空击密法是一项地基处理技术。它是利用土的压实原理与排水固结原理，将高真空排水与强夯
2、击密结合在一起，两道工序交替进行，对地基进行有效排水和变能量压实的一种地基处理方法。 图示,高真空击密法,高真空击密法机理,压力差主动排水机理； 硬壳层作用原理； 不卧层不留人为排水通道。,高真空击密法,压力差排水机理,压力差主动排水机理:-机理图示 高真空-强夯击密交替进行较高的压力差 目的: 使低渗透性土地基可以强夯处理,高真空击密法,硬壳层原理,硬壳层原理,高真空击密法,砂井地基与天然地基,砂井地基与天然地基有如下区别(前提条件为上部荷载不太大时)： 砂井等排水固结方法虽使一部分孔隙水压力在短期内迅速消散，并且初期沉降较大，但地基在使用期间的沉降并不小于未经处理的天然地基； 砂井等排水通
3、道的存在，很可能会加大软土在荷载下的次固结变形； 理论和实际都已证明：砂井地基将要发生较大的沉降，它的使用效果不一定比天然地基好。,高真空击密法,砂井地基与天然地基,修筑路堤时的天然地基与砂井地基,高真空击密法,下卧层不留人为排水通道,P,所形成的硬壳层,软弱下卧层,高真空击密法,高真空击密法主要特点,工期短； 扩大了强夯的使用范围； 继承了强夯方便、灵活、造价低等特点。,高真空击密法,工程应用1吹填地基处理研究,上海临港新城吹填软地基工程位于长江附近，于2005年2月底经吹填杭州湾中的江底淤泥、粘土以及砂土而成，吹填面积约为60万m2，吹填厚度大约4.0m左右，在靠近杭州湾的部位厚度稍大，远
4、离杭州湾部位厚度稍小，吹填厚度整体上比较均匀。 试验区域为40*50m。,高真空击密法,土层情况,高真空击密法,地基处理要求,地基承载力特征值fak=80kPa； 施工沉降5060cm； 淤泥质粉质粘土层的Ps值=0.5MPa；其他吹填土=3.0MPa。 工期要求35天左右。,高真空击密法,试验方案分析,地基刚吹填完2个月，还没有完全完成自重固结，人机都上不去，局部区域为水域。由于当时试验区选在排水沟旁边，排水沟中集水比较多。,高真空击密法,试验方案选择,强 夯 法强夯机无法上去，没法施工。 真空预压下面砂质粉土易露气，不易形成真空度，真空预压有相当的难度。 堆载预压附近无堆载料。 高真空击密
5、法在相似地基有许多成功实例的情况下采用了高真空击密法。,高真空击密法,试验方案,采用三遍高真空击密法进行处理： 第一遍高真空排水：4-5天； 第一遍击密：能量为8001000kNm； 第二遍高真空排水：3-4天； 第二遍击密：能量为12001500 kNm； 第三遍高真空排水：3-4天； 第三遍击密：能量为8001000 kNm。,高真空击密法,试验期间检测,试验期间在每次高真空击密处理后都进行了沉降、静探检测，在试验结束后进行了载荷板试验。,高真空击密法,静力触探试验点布置,高真空击密法,处理之前静力触探试验,3.5m内Ps平均值为0.22MPa,高真空击密法,第一次处理后静力触探试验,3.
6、5m内Ps平均值提高到1.2MPa,高真空击密法,第二次处理后静力触探试验,3.5m内Ps平均值提高到2.5MPa,高真空击密法,第三次处理后静力触探试验,3.5m内Ps平均值提高到4.3MPa,高真空击密法,静力触探试验平均值,3.5m内Ps值由处理前的0.22MPa，提高到4.3MPa。,高真空击密法,沉降观测,对区域内5个点进行了沉降量，如右图所示,高真空击密法,沉降观测平均总沉降量59cm,高真空击密法,沉降图示,高真空击密法,载荷板试验,由甲方请第三方采用慢速维持荷载法进行，荷载点分别为A、B两个，载荷板规格为0.5m2(0.707*0.707)。 加载至最大沉降量大于载荷载宽度的1
7、0%(70.7mm)后终止加载。,高真空击密法,PS曲线,高真空击密法,地基承载力特征值,由于两条曲线均没有明显拐点，取沉降量(S)等于载荷板宽度的7%(S=49.49mm)时对应的荷载为极限承载力，两条曲线均取为180kPa，由此得出地基承载力特征值为90kPa。超过了设计要求的80kPa。,高真空击密法,结论,经过三遍高真空击密处理，地基承载力等均达到了设计要求。 高真空击密初始能量不能过高，末次能量也不能过高，否则不仅不能压密土体，而且还会导致土体破坏。 高真空击密法从工期(仅仅用了22天)及效果上都比较适合这种吹填造陆地基处理，压力差排水充分发挥了作用。,高真空击密法,工程应用2上海东
8、方油罐软地基处理,该工程共有十个油罐地基需要处理，本文中主要阐述了其中14号。 要求直径11m油罐处理后地基承载力特征值大于200kPa，真径9m油罐处理后地基承载力特征值大于150kPa。,高真空击密法,油罐平面布置图,高真空击密法,地层情况,高真空击密法,地基处理方案,高真空击密+充水预压法: 对于使用荷载较小 (fak150kPa) 时，采用高真空击密法形成一定厚度的硬壳层可以同时起到承担油罐荷载和减小后期沉降的目的。 油罐荷载比较大(fak200kPa)，影响深度大，压缩层较厚，超出了硬壳层在应力扩散中发挥作用的深度，所以单纯高真空击密法处理也不合适。 鉴于油罐地基的特殊性，采用充水预
9、压进一步处理。,高真空击密法,高真空击密法+充水预压,开挖基坑(油罐底位于地表下1.4m左右)； 填砂垫层并插入塑料排水板(为充水预压做准备)； 高真空击密法处理两遍(第一遍点夯，第二遍平夯)； 高真空击密处理效果检测； 油罐基础及罐体施工； 充水预压(分级加载，加到设计要求并稳定为止)； 放水。,高真空击密法,14#油罐由Ps值估计承载力,地表地基承载力远没有达到200kPa，必须采用其他方法充水预压进一步处理。,高真空击密法,高真空击密法,充水预压施工,充水预压实质是堆载预压，是利用在油罐中分级充水加载对地基进行处理的一种方便的方法。 下面给出14#油罐充水放水预压曲线。,高真空击密法,1
10、#油罐充水预压曲线,沉降曲线总沉降量为432.5mm，放水历时12天，回弹量为21.3mm 。,加载曲线加载高度14.3m(相当于203kPa)，加载+恒载时间155天。,高真空击密法,2#油罐充水预压曲线,沉降曲线总沉降量为441.7mm ，放水历时12天，回弹量为19.6mm 。,加载曲线加载高度14.3m(相当于203kPa)，加载+恒载时间152天。,高真空击密法,3#油罐充水预压曲线,沉降曲线总沉降量为269.7mm ，回弹量为14.5mm 。,加载曲线加载高度11.3m(相当于173kPa)，加载+恒载时间134天。,高真空击密法,4#油罐充水预压曲线,沉降曲线总沉降量为252.5
11、mm ，回弹量为13.8mm 。,加载曲线加载高度11.3m(相当于173kPa)，加载+恒载时间134天。,高真空击密法,结论,对于处理深度较深、承载力较高的工程可以考虑高真空击密与其他方法相结合。 对于油罐地基高真空击密+充水预压是非常有效、经济的方法。事先采用高真空击密法使地基承载力提高到一定值，再用充水预压法使地基承载力进一步提高，并进一步消除沉降量，使工后沉降更小。,高真空击密法,展望2,高真空击密法压力差主动排水的微观机理还需进一步深入研究，包括：不同的土层、不同的夯击能、不同的施工方法，不同的真空管布置方式等对于压力差的影响； 高真空击密法对于工后沉降的控制作用； 对于特定工程中高真空击密法与其他方法的结合使用； 高真空击密法在渗透性更差的土层如果进一步推广应用，例如目前在珠江三角洲、渤海沉积等更细软地基处理中的应用。,
