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真空预压法地基处理施工工艺图文详解

486 2020-06-08 16:19:01

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真空预压法是在软粘土中设置竖向塑料排水带或砂井,上铺砂层,再覆盖薄膜封闭,抽气使膜内排水带、砂层等处于部分真空状态,排除土中的水分,使土预先固结以减少地基后期沉降的一种地基处理方法。

真空预压法最早由杰尔曼教授于1952年提出。早期由于密封工艺及真空产生技术上的问题, 未能在工程中得到广泛应用,我国从20 世纪50年代末开始研究这一方法,直到 1980 年才在工程应用上获得成功

真空预压的原理主要反映在以下几个方面:

1)薄膜上面承受等于薄膜内外压差的荷载。

2)地下水位降低,相应增加附加应力。

3)封闭气泡排出,土的渗透性加大


真空- 堆载联合预压法

真空预压法是排水固结法的一种,即先在原地基表面铺垫一定厚度的砂垫层作为水平排水体,再在土体中打入袋装砂井或塑料排水带(以下统称砂井 )作为竖向排水体。将不透气的薄膜铺设在需要加固的软土地基表面的砂垫层上,薄膜四周埋入土中,通过埋设于砂垫层中的滤水管,将薄膜下砂垫层中的空气抽出,使其形成相对负压。

由于砂井渗透性较大,该负压能够快速传递到砂井中,从而在砂井和砂井周围土体之间形成孔压差,使土体中的孔隙水流入砂井并被排出,达到固结目的。真空预压系统由抽真空系统和排水排气系统两部分组成。根据的工程经验,膜上下压差可维持在80 ~ 95 kPa左右,一般可取75 ~ 80 kPa作为设计压差。真空- 堆载联合预压法是在真空预压施工的基础上,在膜下真空度达设计要求并稳定1 ~ 2周后进行堆载预压施工。堆载施工完毕后,真空和堆载联合作用,直到满足固结度或沉降速率要求时可以卸除真空荷载。

真空 - 堆载联合预压法的优点

与堆载预压法相比,真空 - 堆载联合预压法具有如下的突出特点:

( 1)加载快,真空荷载无须分级施加,可以一次性快速施加到 80 kPa以上而不会引起地基失稳; 

( 2)土体固结快,在真空吸力的作用下易使土体中的封闭气泡排出,从而使土的渗透性提高、固结过程加快;

 ( 3)当地面沉降相同时,该法可以获得比堆载预压法高的土体密实度和承载力。

真空 - 堆载联合预压法的场地适用条件

真空 - 堆载联合预压法的适用范围较广,主要适用于能在加固区形成稳定负压边界条件的软土地基,如淤泥质土、淤泥、素填土、吹填土和冲填土等。对于砂土和粉煤灰,采取措施后也能获得所需的真空度。

排水预压

排水预压:地基中设置竖向和横向排水体进行加载预压。分排水固结、电渗排水固结和降低地下水位三种方法。

排水固结

由排水系统和加压系统组成。

排水系统由竖向排水体和横向排水体组成。加压系统是施加固结压力的荷载,对要求迅速提高地基土强度、缩短工期的工程是利用其本身自重施加荷载,对沉降要求严格的工程要另外施加预压荷载。竖向排水体是砂井、碎石排水井、塑料排水板。砂井和碎石排水井的施工方法有套管成孔法、螺旋钻成孔法和水冲成孔法。螺旋钻成孔法和水冲成孔法不适用于土质很软、容易发生缩孔、塌孔现象的地基。袋装砂井一般使用导管式振动打设机械,中国普遍使用的打设机械有轨道门架式、履带臂架式、步履臂架式、吊机导架式等。塑料排水板由芯板和滤膜组成。芯板是用聚丙烯和聚乙烯塑料加工成两面有间隔沟槽的矩形板体。

土体中固结渗流水通过滤膜流入沟槽内,再通过沟槽从排水垫层中排出。滤膜材料一般使用耐腐蚀的涤纶衬布。塑料排水板一般是使用插板机施工。

电渗排水固结

向地基中打入金属电极、通以直流电后,由于直流电场作用,土中水以阳极流向阴极,这种现象称为电渗。如果水在阴极排出而在阳极没有补充水,土就会固结,引起土层压缩。一般用钢筋或铝棒作为阳极,用井点管作为阴极。本法适用于处理饱和淤泥质粘性土和粉质粘土。

降低地下水位

降低地基中地下水位可以使软土层受到相当于水位下降高度水柱重量的作用而固结。一般采用井点法降低地下水位。本法适用于处理砂质土地基和在软土层内有砂土夹层的地基。


施工方法


真空排水预压加固地基计算

1 沉降计算

2 固结度计算

3 强度计算

真空预压法提高了土的承载力,土的其他参数也得到了较大的提高。减低了土的负摩擦阻力,大幅增加土的正的摩擦阻力,普通地坪和一般道路不需再二次地基处理,可以大幅减少工程造价。

真空预压法

连云港真空排水预压加固地基项目现场

连云港真空排水预压加固地基项目现场