高真空擊密法試驗(yàn)研究論文

　　［摘要］采用高真空擊密法對濰坊港吹填粉砂場地分小區(qū)進(jìn)行地基處理試驗(yàn)研究，該地基處理工法適用性好，密實(shí)效果明顯，可改善土層壓縮性，消除場地不均勻沉降，提高表層承載力。各土層的靜力觸探試驗(yàn)與標(biāo)準(zhǔn)貫入提高幅度的趨勢接近，有效加固影響深度達(dá)7~10m，表層的提高幅度明顯達(dá)數(shù)倍以上，液化消除。

　　［關(guān)鍵詞］高真空擊密；吹填粉砂；施工沉降；承載力；靜力觸探；標(biāo)貫試驗(yàn)

　　“高真空擊密法”軟地基處理方法，是一種快速加固軟土地基的新技術(shù)，通過數(shù)遍的高真空壓差排水，并結(jié)合數(shù)遍合適的變能量擊密，達(dá)到降低土層的含水量、提高密實(shí)度和承載力、減少地基工后沉降和差異沉降量的目的。該方法在淺層插入高真空排水管，利用擊密產(chǎn)生的超孔隙水壓力和高真空形成的負(fù)壓，形成壓差使孔隙水快速排出，從而使淺層地基土達(dá)到超固結(jié)，在高真空擊密影響深度范圍內(nèi)軟弱土層性質(zhì)進(jìn)一步提高，在地基土淺層形成剛度較大的硬殼層，因硬殼層的存在淺層承載力很高[1，2]，現(xiàn)探索該法在吹填粉砂場地上的適用性及處理效果。

　　1工程概況

　　擬建場地位于山東濰坊港，作為堆場使用，吹填形成，吹填厚度約5m。主要地層地質(zhì)特征：①層粉砂：新吹填，褐色，稍-中密，濕-飽和，顆粒級(jí)配不良，局部夾粉質(zhì)黏土或淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土薄層。厚度平均5.25m，統(tǒng)計(jì)實(shí)測標(biāo)貫擊數(shù)N=5.7擊。②層粉質(zhì)粘土：灰黑色，軟-可塑，干強(qiáng)度及韌性中等，局部夾粉土或淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土薄層。厚度平均0.45m，實(shí)測標(biāo)貫擊數(shù)N=19.7擊，屬于中壓縮性土，地基容許承載力170kPa，壓縮模量建議值Es=11.46MPa。③層粉細(xì)砂，黃褐色-灰黑色，濕-飽和，稍密-中密，級(jí)配差，厚度平均13.15m。以下為④層粉質(zhì)粘土。建筑場地土為中軟場地土，場地類別III級(jí)。場地抗震設(shè)防烈度7度，設(shè)計(jì)基本地震加速度0.15g，設(shè)計(jì)地震分組為第二組，設(shè)計(jì)特征周期0.55s，判別砂土液化①層為砂土液化層，液化等級(jí)中等~嚴(yán)重。試驗(yàn)區(qū)場地尺寸72*84m，共6048m2，考慮到堆場各區(qū)域的不同使用要求，為得到不同施工參數(shù)下地基處理效果，將試驗(yàn)區(qū)再劃分為三個(gè)試驗(yàn)小區(qū)，分別對應(yīng)于場地處理不同的擊密能量。

　　2試驗(yàn)方案

　　2.1試驗(yàn)?zāi)康?/p>

　　本試驗(yàn)主要達(dá)到以下幾個(gè)目的：通過加固前后進(jìn)行的監(jiān)測和檢測，動(dòng)態(tài)了解地基的加固效果和變形特征，比較處理前后的土性提高程度；檢驗(yàn)不同的施工參數(shù)可達(dá)到的地基處理效果；通過試驗(yàn)明確如下參數(shù)：擊密能量；夯擊遍數(shù)及擊數(shù)；施工期沉降量，提供后期建設(shè)依據(jù)。

　　2.2試驗(yàn)步驟

　　2.2.1施工前準(zhǔn)備：采用水陸挖機(jī)翻挖進(jìn)行場地初步排水，在場地四周開挖排水溝，并進(jìn)行原始高程測量、靜力觸探試驗(yàn)、地下水位等監(jiān)測內(nèi)容。2.2.2插打真空管：進(jìn)行管路、真空泵的連接和密封。將吸出的地下水排到場地外，為快速有效降低試驗(yàn)區(qū)地下水位，布設(shè)淺管深管組合。淺管用于降低地下水位，長度為3m，間距8×3.5m；深管用于深層形成負(fù)壓，長度6m，間距為4m×3.5m。2.2.3高真空降水：在降水過程中每天兩次量測地下水位的變化情況，待地下水位達(dá)到要求后再進(jìn)行擊密。各小區(qū)能量與遍數(shù)有所差異，I區(qū)共兩遍擊密一遍滿夯，兩遍點(diǎn)夯能量均2060kN.m；II區(qū)共兩遍擊密，第一遍能量2060kN.m，第二遍能量2840kN.m；III區(qū)三遍擊密，第一遍能量2060kN.m，第二遍能量2840kN.m，第三遍擊密能量3400kN.m，點(diǎn)位位于原有第一遍點(diǎn)位上。三個(gè)小區(qū)滿夯能量均為1000kN.m，1擊，錘印搭接1/4，每遍擊密中間的排水間隔時(shí)間為3~5天，擊密過程中不中斷排水。

　　3監(jiān)測與檢測

　　高真空擊密法的施工過程是信息化施工的過程，通過對監(jiān)測信息的掌握和地基處理過程中的檢測數(shù)據(jù)對比，分析處理效果。

　　3.1地表沉降

　　對于試驗(yàn)區(qū)分別在處理前，處理后進(jìn)行了地面標(biāo)高量測。場地剛吹填完畢，試驗(yàn)初期場地進(jìn)不去，無法進(jìn)行標(biāo)高精確測量，通過水陸挖機(jī)進(jìn)行翻挖排水下沉，并經(jīng)初步壓實(shí)后測量原始標(biāo)高，最終測得I區(qū)場地最終平均夯沉量0.28m，II區(qū)0.32m，III區(qū)0.45m，擊密能量越大，施工沉降越大；高真空擊密工法對試驗(yàn)區(qū)地基密實(shí)效果明顯，可改善土層壓縮性，消除場地不均勻沉降。

　　3.2地下水位

　　為掌握在處理過程中地下水位隨時(shí)間變化規(guī)律，在施工前埋設(shè)地下水位管，在地基處理期間，每個(gè)小區(qū)各設(shè)置1個(gè)觀測孔，每天上下午各觀測一次。最終滿夯施工時(shí)試驗(yàn)區(qū)地下水位穩(wěn)定在2.5~3m，隨擊密遍數(shù)及降水時(shí)間的增加，可有效排除深層土體中孔隙水，改變土層滲透特性，地下水位在試驗(yàn)過程中持續(xù)降低，說明高真空擊密可實(shí)現(xiàn)對深層土的有效壓密固結(jié)。同時(shí)，降低地下水位提供約25~30kPa的降水預(yù)壓荷載，進(jìn)一步增大高真空擊密施工的影響深度。

　　3.3靜力觸探測試

　　靜力觸探試驗(yàn)通過貫入阻力的變化了解試驗(yàn)區(qū)地層變化及土層物理力學(xué)性質(zhì)，處理前共進(jìn)行5個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)，數(shù)據(jù)取5個(gè)靜探點(diǎn)的平均值。處理后三個(gè)小區(qū)共完成7個(gè)靜力觸探試驗(yàn)點(diǎn)。從靜力觸探對比情況可見，高真空擊密處理前后土層的性質(zhì)有明顯的提高。可見，針對此種粉砂層土，擊密能量越大，表層5m深度范圍內(nèi)的土性提高幅度越大，高真空擊密的影響深度也越大。3.4平板載荷試驗(yàn)平板載荷試驗(yàn)通過測定地基沉降隨荷載變化關(guān)系，用以確定試驗(yàn)區(qū)地基承載力，處理各小區(qū)分別進(jìn)行2組載荷試驗(yàn)。方形荷載板1.42*1.42m，面積2m2。處理后在不同擊密能量及遍數(shù)情況下三個(gè)小區(qū)場地承載力特征值分別為210、230、250kPa。

　　3.5標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)

　　通過6個(gè)標(biāo)貫試驗(yàn)孔的檢測成果分析，深度范圍內(nèi)（15m）未見軟弱層，密實(shí)度均勻，三個(gè)小區(qū)的平均標(biāo)貫擊數(shù)差異較��；經(jīng)處理后的各地基土層實(shí)測平均標(biāo)貫擊數(shù)均較加固前的平均標(biāo)貫擊數(shù)有提高，提高幅度分別為346%，6%，與靜力觸探提高幅度的趨勢接近，表層加固效果明顯。液化判別，①粉砂層處理前中等~嚴(yán)重，處理后液化消除；③層粉細(xì)砂處理后液化等級(jí)為輕微，不需再做特殊處理。

　　4小結(jié)

　　通過試驗(yàn)區(qū)的施工總結(jié)，結(jié)合監(jiān)測及檢測的數(shù)據(jù)，可以得到以下結(jié)論：（1）高真空擊密工法適用于粉砂場地地基處理，密實(shí)效果明顯，可改善土層壓縮性，消除場地不均勻沉降，提高表層承載力，I區(qū)、II區(qū)、III區(qū)場地承載力特征值分別達(dá)到210、230、250kPa。（2）三個(gè)分區(qū)場地最終平均夯沉量分別為0.28m，0.32m，0.45m，擊密能量越大，施工沉降越大。（3）場地處理后，各土層的靜力觸探試驗(yàn)與標(biāo)準(zhǔn)貫入提高幅度的趨勢接近，有效加固影響深度達(dá)7~10m，表層的提高幅度明顯達(dá)數(shù)倍以上。（4）降低地下水位提供了約25~30kPa的降水預(yù)壓荷載，進(jìn)一步增大高真空擊密施工的影響深度。（5）液化判別，①粉砂層處理前中等~嚴(yán)重，處理后液化消除；③層粉細(xì)砂處理后液化等級(jí)為輕微，不需再做特殊處理。

　　參考文獻(xiàn)

　　[1]武亞軍，張孟喜，徐士龍.高真空擊密法吹填土地基處理試驗(yàn)研究[J].港工技術(shù)，2007（1）：43-46.

　　[2]杜海衛(wèi)，邵偉.高真空擊密法在京唐港3000萬t煤炭泊位工程吹填土軟基處理中的應(yīng)用[J].中國港灣建設(shè)，2008（2）：35-37.

　　作者：汪嘉嘉 單位：上海港灣基礎(chǔ)建設(shè)（集團(tuán)）股份有限公司

【高真空擊密法試驗(yàn)研究論文】相關(guān)文章：

中低應(yīng)變率力學(xué)性能試驗(yàn)研究的論文02-19

不同攻角對實(shí)船爆炸試驗(yàn)沖擊響應(yīng)影響研究論文02-20

簡析以廢棄混凝土做再生骨料的混凝土配合比試驗(yàn)研究論文02-20

論文研究方法11-30

真空灌漿技術(shù)在公路施工中的應(yīng)用淺祈工學(xué)論文03-15

公路工程試驗(yàn)檢測的探討的論文02-21

土力學(xué)試驗(yàn)教學(xué)的革新思考論文02-21

簡單的研究論文致謝11-28

研究論文提綱范例11-14

研究教授論文致謝02-21