夹淤泥层吹填土的快速固结试验研究.ppt

夹淤泥层吹填土的快速固结试验研究 南京工业大学　韩选江教授 工程平面效果图 工程规划图 1 真空强排水动力固结法简介 动力固结法以其工价低廉，施工简便而广泛应用于主要含粗粒土的地基处理工程中。 然而，当用该法处理夹杂饱和软粘土的吹填土地基时却极易产生“橡皮土”现象，尤其是地下水位较高时，难以达到预期的效果。 通过试验研究，设法将强夯法和真空强排水固结法有机结合起来，开发了“真空强排水动力固结法”这项新技术。 2 该法的基本特点 通过合理设置强排水系统来加速超静水孔压的消散，并逐渐提高松软土体的强度和完成土体固结。 由于动载的反复作用及排水条件的改善，软土之上的水平排水体及上覆的土层又能使动载作用产生的附加压力保持一定的时间，从而促使软土地基中的孔隙水快速消散且不断地排出土体，地基强度不断的得到提高 。 3、工程概述 首钢搬迁方案于2005年年初获国务院批准，并列为国家重点工程项目，河北省重点工程项目１号工程。拟建一期工程填海面积约12平方公里，填海规模居我国首位。 该项目占地面积大、地质情况复杂、处于新近吹填海滩上，无临近工程可供参考，且工期紧迫。 工程地理位置 4 拟建场地条件 拟建厂区场地所处地貌单元属于滨海浅滩，为滦河三角洲平原的沿海近岸。目前该场地已吹填完一期造地面积，表层土主要是新近吹填含淤质的高饱和海砂层，平均厚度约6m左右，局部区域厚度变化幅度很大。 吹填土吹填中 试验场地分区图 土层物理力学性质指标 土体特性 主要三大特点：“不均匀性、欠固结、易液化”。本场地吹填土中夹泥皮及淤泥薄层普遍，工程特性差，且其下覆土层为厚度变化较大软塑状的淤泥质粉质粘土和淤泥质粉土夹层。该吹填土土质比一般吹填土还差。 5 试验目的 根据2005年11月24日和12月8日，首钢总公司召开的新建曹妃甸首钢京唐钢铁厂地基处理方案专家讨论会的意见：第一步实施对第②层粉质粘土较厚的区域和夹淤泥质粉质粘土的饱和吹填砂层，采用真空动力固结法进行地基处理，其目的是通过该法实施地基处理，以加速地基固结与表层硬化，满足后续施工场地需要。 6 试验方案 6.1 真空强排水方案 对于强排水施工工艺，采用一排浅管与一排深管相间隔布置方案。深管管长6m，浅管管长3m，卧管间距为4m，井点管间距为4m。采用三遍降水和三遍强夯时，可适当进行调整 ，其目的是要将地下水位下降到地面以下2.5m至3.0m。 真空强排水管网布置图 孔隙水压力观测现场 6.2 强夯能级的搭配方案及原则 真空动力固结施工工艺 能级的搭配： 在施工中采用了“由轻到重、少击多遍”的施工工艺。在表层形成“硬壳层” 。 收锤标准 收锤标准 ： 对于高饱和填土及软粘土，夯击产生夯击效应十分敏感。在施工过程中，应该控制夯击次数，避免破坏土体结构。 强夯现场图片 7 强夯施工工艺 本次试验在所划分的四个小区分别进行，各小区分别采用1500kN·m、2000 kN·m、3000 kN·m、4000 kN·m不同能级，分别采用“二降二夯”和“三降三夯”施工工艺进行处理 。 确定了予力度标准，按予力技术作用原理加以有效控制，确保预沉降实现，为消除吹填土大部分后期沉降提供保证。 8 加速度实验方案设计 根据加速度测试的目的及要求，选取2000、3000、4000kN·m三个能级进行试验。 加速度测试现场 9 检测手段及结果分析 本工程主要采取如下几个检测手段： 1、标准贯入试验 2、静力触探试验 3、孔隙水压力观测 4、加速度试验 5、静力载荷试验 9.1标准贯入试验检测结果对比分析 9.2 静力触探试验对比分析 9.3 孔隙水压力观测结果与分析 9.4 加速度试验测试结果分析 根据试验测得的夯点不同距离处的最大加速度和速度值与地震烈度表的规律对比，推算结果按地震烈度７度评定，则强震作用影响的水平距离按2000 kN·m、3000 kN·m和4000 kN·m的能量的大小，可分别控制在50m、55m和60m范围 。 9.5 载荷板试验结果与分析 针对试验目的是为了测试地基土的承载力，所以采用了浅层平板载荷试验。试验成果表明，AⅠ-1～AⅠ-4四个试验小区的12台(每小区3台)载荷试验仪器所确定承载力特征值都达到了预期的设计要求。 载荷试验现场 10 试验效果分析: 结论 采用“真空强排水动力固结法”这项新技术来处理新近吹填的夹淤质层吹填软土，可以有效解决诸如地下水位高、含水量大、淤泥质土层中孔隙水不易消散等问题，在设计施工参数时应匹配合理且要准确地控制予力度指标，这样就能达到预期的处理效果。 谢谢各位专家!