科技平台
Science and technology platform
当前位置:首页 - 科技平台 - 重点实验室 - 中国交建岩土工程重点实验室
������������������������������������������������������������������������
真空联合堆载预压加固软土地基技术研究
2020-12-28

一、项目简介

真空联合堆载预压法是在真空预压和堆载预压基础上发展起来的一种软基处理方法,它将真空预压和堆载预压的方法相结合,具有真空预压和堆载预压的双重效果。

真空预压法是在地基表面铺设密封膜,通过特制的真空设备抽真空,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。该法早在50年代初就已由瑞典的杰尔曼(W.KJELLMAN)提出,但由于当时抽真空设备的效率、密封技术及气水分离等关键因素的制约,直至70年代末期该方法一直末能得到广泛应用。1980年,中交天津港湾工程研究院有限公司(天津港湾工程研究所)在天津新港开展现场试验研究,解决了实用密封薄膜、抽真空装置及关键施工工艺,使该法达到实用阶段,并于1982年末成功地应用于天津新港软基加固工程中。在此基础上,真空联合堆载预压法的研究也取得成功,于1988年7月取得国家专利权(专利号(申请号)86107233.2)。目前,真空联合堆载预压法已在水运交通、石油、化工、建筑、公用事业和机场等工程中得到广泛应用。在港口建设行业,真空联合预压法使用广泛。

近几年,随着国家对环保要求的提高,用于水平排水砂垫层等资源越来越紧张,与此同时直排式真空预压、无砂法真空预压新技术不断发展。本课题根据真空联合堆载预压工艺的特点,在原有真空联合堆载预压工艺的基础上,总结提出了分别采用常规真空预压、直排式真空预压或者无砂法真空预压等加固工艺,与堆载预压加固工艺结合,满足不同地基土加固的要求真空联合堆载预压技术。

二、技术特点及创新点

技术特点:

真空联合堆载预压法将真空预压和堆载预压的方法相结合,具有真空预压和堆载预压的双重效果。

(1)真空联合堆载预压的过程中,一方面堆载的作用使土体中的孔隙水压力升高;另一方面真空预压的作用使砂垫层及垂直排水通道的孔压要处于负压状态,这样地基中孔隙水的压差就更加大,加速了土体中水的排出,固结速度自然快,加固的效果就更加明显。

(2)真空联合堆载预压方法是在真空预压的基础上,施加堆荷外载。由于真空产生负压,使土体产生向内收缩变形,可以抵消因堆载引起的向外挤出变形,因而,地基在填土过程中的稳定性较好,不易出现地基的剪切破坏。

(3)真空联合堆载预压法在施工时真空荷载无须分级施加,可以一次性快速施加到80kPa以上而不会引起地基的失稳破坏,与常规堆载预压相比加载较快,可明显缩短工期。同时在卸载时只要停止抽气就可以了,因而施工起来简单,容易。

(4)施工机具和设备简单,便于操作;施工方便,作业效率高,加固费用低,适于大规模地基加固,易于推广应用。

创新点:

本工法根据不同工程特点、总结提出了分别采用常规真空预压、直排式真空预压或者无砂法真空预压等加固工艺,与堆载预压加固工艺结合的工艺,解决了传统真空预压砂源的问题。

(1)塑料排水板打设技术:采用轻型排水板打设设备,解决没有工作垫层地基承载力较低的问题。

(2)水平排水通道连接技术:排水板与滤管连接方式采用绑扎或专用接头的方式。

(3)密封膜铺设:在将三层密封膜改成一层编织布、两层密封膜,提高密封膜的整体强度。

(4)保护垫层施工技术:采用膜上吹砂工艺替代传统的人工铺设保护垫层的工艺实现了快速施工。

三、推广应用情况

真空联合堆载预压加固软土地基技术已经在“天津港东疆港区欧洲路北段及相关道路地基处理工程”、“天津港东疆港区欧洲路南段地基处理工程”“天津港东疆港区新港九号路地基加固工程”等大量工程实践中得到应用,取得了较好的地基加固效果。

四、效益分析

1.经济效益

真空联合堆载预压加固软土地基技术与堆载预压、水泥搅拌桩复合地基等工艺相比具有投资省、工期短等优点,尤其适用与大面积吹填造陆工程的地基加固施工。

在“天津港东疆港区欧洲路北段及相关道路地基处理工程”、“天津港东疆港区欧洲路南段地基处理工程”“天津港东疆港区新港九号路地基加固工程”等工程的施工过程中,我单位为业主提供了技术服务工作,完成合同额约500余万元。

2.社会效益

本课题提出的真空联合堆载预压技术,采用滤管与排水板直接连接的方式行程水平向排水通道,可以解决作为排水垫层的黄砂资源短缺的问题。避免或减少了砂石资源的乱采乱挖,有效地保护了生态环境,减少了对环境造成的污染,符合环保要求,其社会效益非常大。

五、评审(鉴定)、专利和获奖情况

该项目于2014年6月通过了由中国水运建设行业协会组织的鉴定工作(中水协鉴字〔2014〕第45号),鉴定意见认为:该成果达到了国内领先水平。