軟土地基埋管真空排水固結法施工新工藝

1、軟土地基埋管真空排軟土地基埋管真空排水固結法施工新工藝水固結法施工新工藝 演講人：柳自道演講人：柳自道匯匯報報內內容容 本文介紹了以塑料排水板處理軟本文介紹了以塑料排水板處理軟土地基施工工藝為基礎，在塑料排水土地基施工工藝為基礎，在塑料排水板的底端安裝集水杯，通過埋設在塑板的底端安裝集水杯，通過埋設在塑料排水板處的塑料排水管兩端分別連料排水板處的塑料排水管兩端分別連接集水杯和真空泵抽吸持力層以上的接集水杯和真空泵抽吸持力層以上的孔隙水達到處理軟土地基排水固結的孔隙水達到處理軟土地基排水固結的目的，改變了塑料排水板以加載擠壓目的，改變了塑料排水板以加載擠壓逆向被動排水為降水、排水功能分離逆向被動

2、排水為降水、排水功能分離各行其道互不干擾排水工藝，使附加各行其道互不干擾排水工藝，使附加應力的反力（孔隙水壓力）為固結排應力的反力（孔隙水壓力）為固結排水的滲透力（拖曳力），有效加快固水的滲透力（拖曳力），有效加快固結速度，縮短施工工期，且具有節(jié)能結速度，縮短施工工期，且具有節(jié)能環(huán)保的社會效益。環(huán)保的社會效益。 1、概況、概況在軟土地基上修建公路及建筑物時，對軟土地基的加固處理方法有換填土法、拋石擠淤法、打樁加固復合地基(包括樁基礎、粉噴樁、漿噴樁、水泥粉煤灰碎石樁)法、排水固結法(塑料排水板、砂袋、砂樁、碎石樁、塑料排水板真空預壓排水法)等。當軟土淤泥含水量大于30%，深度在5米20米之間的

3、地基，采用打塑料排水板加載固結的施工方案，受業(yè)主和建設單位歡迎，也是設計部門常采用的設計方案。原始方法的優(yōu)點：施工工藝簡單、成本經濟。原始方法的缺點：工期長、工后沉降較大，即排水固結時間很慢。東南沿海灘涂軟土地基的處理方法：“軟土地基埋管真空排水固結法”是處理軟土地基解決塑料排水板(砂袋)加載排水固結存在工期長、工后沉降大的有效途徑。1、概況、概況根據公路軟土地基路堤設計與施工技術規(guī)范(JTJ017-96)的定義，軟土指天然含水量W大于35%或液限WL大于35%，天然孔隙比e1.0，十字板剪切強度35Kpa的土。軟土主要由粘土粒及粉粒組成，尤其是濱海相淤泥質土，天然含水量高，一般在30%80%

4、之間，有些甚至更高，抗剪強度低，壓縮性大，透水性差。作為建筑物基礎,經過地質勘探，確定軟土參數及使用性能，提供研究設計。2、軟土的特性、軟土的特性3、現有采用塑料排水板排水固結處理、現有采用塑料排水板排水固結處理軟土地基工藝軟土地基工藝塑料排水板處理軟土地基是從袋裝砂井開發(fā)而成的，比袋裝砂井施工工藝簡單，可以在工廠成批生產，插打時操作方便，國外早有使用，目前仍是處理軟土地基有效的方法之一，成本低廉、經濟。3、現有采用塑料排水板排水固結處理、現有采用塑料排水板排水固結處理軟土地基工藝軟土地基工藝塑料排水板的施工工藝是：整平原地面(要滿足插板機操作的強度)攤鋪下層砂墊層插板機就位安裝塑料排水板插板

5、機插打插板機提升移位攤鋪上層砂墊層填筑加載（預壓）觀測沉降及位移調整控制加載速率檢驗合格交工。3、現有采用塑料排水板排水固結處理、現有采用塑料排水板排水固結處理軟土地基工藝軟土地基工藝塑料排水板的排水固結過程是：在插打好塑料排水板的砂墊層上填筑加載，即按路基設計填筑高度分級加載，使軟土層受荷載作用力的擠壓土體孔隙壓縮，孔隙中的水和氣體受擠壓后從孔隙中擠出，滲透進入排水板體的排水通道經砂墊層排出路基。見圖一。3、現有采用塑料排水板排水固結處理、現有采用塑料排水板排水固結處理軟土地基工藝軟土地基工藝3、現有采用塑料排水板排水固結處理、現有采用塑料排水板排水固結處理軟土地基工藝軟土地基工藝塑料排水板

6、真空預壓聯合排水固結法，其工藝基本類似塑料排水板施工工藝，只是在插打好塑排板的砂墊層上再用一個大塑料密封罩（亦叫真空罩）罩在砂墊層上，塑料密封罩四周邊埋入軟土地基淤泥層內，使大罩內形成一個密閉的空間，塑料密封罩設有真空抽水管口，用真空泵把大罩覆蓋下的軟土層內地下水抽出排至邊溝，同時可進行有限加載預壓。4、軟土地基埋管真空排水固結法、軟土地基埋管真空排水固結法軟土地基地下水位高，孔隙水壓力大并且隨著淤泥層的分布深度呈線性增加。軟土地基埋管真空排水固結法利用這原理，在軟土中插打塑料排水板或砂袋（下同）時，在板底安裝埋設集水杯與塑料排水板體連接，同時在塑料排水板體處埋設一條小塑料排水管從集水杯中抽走

7、杯中和塑料板體內的水，使軟土體內形成負壓真空，軟土體內孔隙水壓力隨著真空排水逐漸下降并趨于零，達到快速降水固結的效果。見圖二。4、軟土地基埋管真空排水固結法、軟土地基埋管真空排水固結法4、軟土地基埋管真空排水固結法、軟土地基埋管真空排水固結法（1）、軟土地基的固結過程是排除孔隙水和孔隙氣體的過程。 圖二所示，埋管真空排水法的塑料排水板體底端hH（集水杯）點處的水壓力 u=h2rwr rw w0 0 則則u= hu= h22r rw w0 04、軟土地基埋管真空排水固結法、軟土地基埋管真空排水固結法單純的塑料排水板排水施工工藝則不然。此時，h1高度范圍內的塑料排水板內水壓力為u= h1rwu=（

8、 h1+hi）rwi1、2、3、n4、軟土地基埋管真空排水固結法、軟土地基埋管真空排水固結法（2）、滲透速度）、滲透速度與水力坡降與水力坡降 埋管真空排水法如井點降水法的井點。以排水板間距為直徑，埋管真空排水法如井點降水法的井點。以排水板間距為直徑，高為高為h2的軟土柱內，集水杯經循環(huán)重復抽水與土柱間產生水頭差，的軟土柱內，集水杯經循環(huán)重復抽水與土柱間產生水頭差，即水力坡降即水力坡降 0 h2 根據達西定律，水的滲透速度根據達西定律，水的滲透速度與水力坡降與水力坡降i成正比，即成正比，即 ki 式中式中k為滲透系數為滲透系數 坡降越大，滲透速度越快軟土固結就越快。坡降越大，滲透速度越快軟土固結

9、就越快。 4、軟土地基埋管真空排水固結法、軟土地基埋管真空排水固結法若把上述的水力坡降以水流方向向下為正，向上為負，那單若把上述的水力坡降以水流方向向下為正，向上為負，那單純的塑料排水板排水是向上擠壓排水，相對于飽和土層所產生的純的塑料排水板排水是向上擠壓排水，相對于飽和土層所產生的向上水頭差向上水頭差 h1+hi，水力坡降即為負的，水力坡降即為負的i，則，則 k（-i）-滲透速度為負值，這不矛盾，也說明了單純的塑料排水板排滲透速度為負值，這不矛盾，也說明了單純的塑料排水板排水是要依賴于附加應力的增量擠壓孔隙水才能達到排水固結的目水是要依賴于附加應力的增量擠壓孔隙水才能達到排水固結的目的。的。

10、4、軟土地基埋管真空排水固結法、軟土地基埋管真空排水固結法（3）、固結臨界區(qū)的有效應力）、固結臨界區(qū)的有效應力和孔隙水壓力和孔隙水壓力u 軟土層深度下任一點的總應力軟土層深度下任一點的總應力等于有效應力等于有效應力與孔隙水壓力與孔隙水壓力u之和之和 + u 4、軟土地基埋管真空排水固結法、軟土地基埋管真空排水固結法（1）、軟土地基埋管真空排水固結法的施工工藝要求插打塑料排水板（或砂袋）時塑排板兩端頭開口處要用土工布或膠紙裹包封密，不得讓軟土淤泥、砂粒、雜物流入板心內以免進入集水杯堵塞塑料排水管。（2）、施工中對預埋的塑料排水管從集水杯經塑料排水板引出軟土層外接真空抽水泵時，要防止水管滲漏和堵塞

11、現象，必須嚴格檢查，一經發(fā)現有水管滲漏和堵塞，應重新焊接或補打。4、軟土地基埋管真空排水固結法、軟土地基埋管真空排水固結法（3）、塑料排水管從塑排水板上端引出至真空抽水泵之間的排水管路，即鋪設在軟土層頂面與路基填料界面間塑料排水管，可按路基1/2寬度左右幅分開，以路基橫斷面方向外露在塑排板端的水管整排集中引到路基邊溝側的抽水泵接頭，同時要考慮軟土排水固結沉降后盆式橫斷面的弧長預留長度。（4）、第一層填料宜采用細顆粒的砂性土或在排水管處填筑砂粒保護層，以確保塑料排水管不被填料擠壓破壞導致堵塞現象。 4、軟土地基埋管真空排水固結法、軟土地基埋管真空排水固結法（5）、按設計要求或軟土地基的自然地理條

12、件不同，埋設測斜儀、沉降儀等觀察量測設備。（6）、抽水泵在路基兩側對稱順序循環(huán)抽水，并引到邊溝排出路基。（7）、填筑加載。初始填筑層填料宜采用透水性好的填料，由于軟土層承載力低，難以承受重型壓路機碾壓，一般宜采用輕壓、靜壓，填筑一定高度后再采用重型壓路機碾壓。填筑中應隨時觀察沉降和側移變形，以免加載速率過快引起坍塌。5. 結語結語（1）、分析了單純的塑料排水板排水固結軟土地基施工工藝存在的不足。（2）、塑料排水板真空預壓聯合排水固結法較單純的塑料排水板排水固結工藝有所改善。但是，效果不理想，軟土層厚度深的路段出現沉降開裂。 （3）、軟土地基埋管真空排水固結法的優(yōu)點是：降水排水互不干攏，各行其道；其次，改變了單純塑料排水板賴于荷載擠壓排水工藝，加快軟土固結，縮短工期，減少和防止坍塌事故的發(fā)生。5. 結語結語（4）、相對復合地基的施工工藝，具有投資省、節(jié)能環(huán)保社會效益。（5）、軟土地基埋管真空排水固結法不僅適用公路交通工程處理軟土地基基礎，也適用鐵路、開發(fā)區(qū)和建筑工程處理軟土地基基礎的施工方法。軟土地基埋管真空排水固結法施工工藝已獲發(fā)明專利，專利號：2007100