大面積圍海造陸技術創(chuàng)新與工程實踐圍堰填筑 軟基處理 動態(tài)監(jiān)控

xxxxxx大面積圍海造陸技術創(chuàng)新與工程實踐中國水運協會軟基處理及巖土工程加固技術交流會議xxxx有限公司2012年8月中國·

珠海匯報內容

五、技術先進性及知識產權

四、軟基加固過程動態(tài)監(jiān)控技術

二、圍堰填筑關鍵技術

三、軟基處理新技術

一、技術研發(fā)背景

六、推廣應用與工程實踐浙江海洋經濟區(qū)遼寧沿海經濟帶天津濱海新區(qū)山東半島藍色經濟區(qū)江蘇沿海地區(qū)福建海峽西岸經濟區(qū)海南國際旅游區(qū)珠海橫琴新區(qū)廣西北部灣經濟區(qū)上海浦東新區(qū)能源鋼鐵（3000萬畝）土地資源供給

建設用地需求（1.5億畝）1.2億畝缺口化工裝備制造一、技術研發(fā)背景上海洋山深水港澳門國際機場天津臨港工業(yè)區(qū)曹妃甸工業(yè)區(qū)圍海造陸—利用開發(fā)海洋、拓展生存生產空間

一、技術研發(fā)背景2002～2011年我國圍海造陸確權面積共批準圍海造陸總面積達1023平方公里一、技術研發(fā)背景一、技術研發(fā)背景序號沿海省市面積（km2）依據文件1河北省609河北省海洋功能區(qū)劃（2011～2020）2天津市386天津市海洋經濟和海洋事業(yè)發(fā)展“十二五”規(guī)劃

3江蘇省867江蘇省“十二五”海洋經濟發(fā)展規(guī)劃4浙江省1000浙江省海洋功能區(qū)劃(2011～2020)5廣東省80廣東省海洋經濟發(fā)展“十二五”規(guī)劃我國部分沿海省市規(guī)劃圍海造陸面積（至2015年或2020年）規(guī)劃造陸總面積超過3000平方公里

一、技術研發(fā)背景開山填海1979年7月蛇口“第一爆”一、技術研發(fā)背景繁忙的蛇口港璀璨的蛇口夜景開山填海植被破壞成本高嚴重浪費資源破壞生態(tài)環(huán)境一、技術研發(fā)背景限制使用吹砂填海一、技術研發(fā)背景廢為寶變港口航道疏浚5億m3一、技術研發(fā)背背景水力吹填＋圍海造陸吹填場地面積大大數平方公里一、技術研發(fā)背背景含水率85%以上承載力幾乎為零零流泥或浮泥

超軟土一、技術研發(fā)背背景無法直接承載人人機設備一、技術研發(fā)背背景國外通常將超軟軟土作為廢棄土外拋處理理海洋傾廢區(qū)嚴重影響海洋環(huán)環(huán)境一、技術研發(fā)背背景一、技術研發(fā)背背景自然晾曬工期長（2年以上）硬殼層薄承載力有限國內常用加固方方法1年左右2年以上5年左右一、技術研發(fā)背背景土工織物竹材加加筋聯合砂墊層層成本高加固效果差造成生態(tài)環(huán)境破破壞安全隱患大國內傳統加固方方法鋪設加筋材料回填砂墊層拱淤插板嚴重冒漿一、技術研發(fā)背背景將大面積圍海造造陸場地快速、、有效、經濟地地處理成為可用用之地，亟待解解決的三大世界界性難題：天津臨港經濟區(qū)指導理論？監(jiān)控技術？加固技術？廣州南沙龍穴島從1991年開始，歷經20余年，進行產學學研聯合攻關一、技術研發(fā)背背景二、圍堰填筑關關鍵技術拋石圍堰陽江核電寧波大榭1、新型水下鋪排排技術二、圍堰填筑關關鍵技術大砂袋圍堰潮間帶鋪設砂袋袋深水鋪設砂袋1、新型水下鋪排排技術二、圍堰填筑關關鍵技術起始邊滑板定位，精度低軸線偏移翻轉扭結單卷筒，工效低傳統鋪排船二、圍堰填筑關關鍵技術快速可靠的新型型鋪排船多卷筒工作臺壓排筒下壓排筒二、圍堰填筑關關鍵技術二、圍堰填筑關關鍵技術工效比傳統作業(yè)業(yè)船快5倍以上二、圍堰填筑關關鍵技術2、新型水上插板板關鍵技術利用3000噸方駁改裝的43m插深的插板船50m插深雙體結構的的專業(yè)插板船二、圍堰填筑關關鍵技術港珠澳大橋珠澳澳口岸人工島工工程采用的專業(yè)業(yè)插板船基于自適應算法法的非自航船舶舶智能控制系統統8臺插板機三、軟基處理新新技術1、超軟土淺表層層快速加固系列列工藝技術大面積流泥、浮浮泥分區(qū)裝置及及土工布快速鋪鋪設工藝解決了超軟土上上分區(qū)加固和安安全鋪設土工布布的技術難題三、軟基處理新新技術無回帶插打塑料料排水板的輕型型施工船和插設設裝置解決了超軟土上上插設排水板的的工藝難題三、軟基處理新新技術無砂墊層濾、排排水系統突破了國內外現現行標準規(guī)范對對水平排水系統統必須采用中粗粗砂的限制三、軟基基處理新新技術無微孔聚聚氯乙烯烯薄膜密密封新技技術（微結構構圖像/600倍/300%延伸率））（電鏡成成像圖/500倍/300%延伸率））確保了膜膜下真空空度達到到80kPa以上密封膜微微觀分析析三、軟基基處理新新技術高效低耗耗（5.5kW）真空射射流泵系系統同等加固固效果，，節(jié)能26.7%改造后的的射流腔腔三、軟基基處理新新技術發(fā)明專利利4項實用新型型專利3項國家級工工法攻克大面面積吹填填超軟土土需長期期停置晾晾曬、不不能直接接快速加加固的世世界性技技術難題題三、軟基基處理新新技術廈門海滄港區(qū)14#～19#泊位圍埝后方軟基處理工程2.3萬平方米2007年鋒芒初露天津臨港工業(yè)區(qū)中船重工造修船基地造船A、B區(qū)、渤海40路路由軟基處理工程近60萬平方米2008年再建新功溫州丁山墾區(qū)吹填及軟基處理工程2標、3標220萬平方米連云港海濱新區(qū)一期地基加固工程3標段56萬平方米2009年～2010年高歌猛進三年時間實現了“兩萬到兩百萬的跨越”三、軟基基處理新新技術該技術推推廣應用用的典型型案例——溫州民營營經濟科科技產業(yè)業(yè)基地一一期工程程三、軟基基處理新新技術面積達630多萬平方方米三、軟基基處理新新技術僅用90天應用本技技術造價價節(jié)約1/3三、軟基基處理新新技術加固后場場地地基承載載力由零零提高到到50～65kPa三、軟基基處理新新技術三、軟基基處理新新技術2、真空預預壓聯合合強夯快快速加固固技術技術原理理真空預壓強夯三、軟基基處理新新技術突破強夯法不不能直接接加固飽飽和淤泥質質軟土的的禁區(qū)發(fā)明專利利1項國家級工工法解決傳統真空空預壓后后期沉降降小、能耗耗大、承承載力不不能超過80kPa等世界工工程難題題三、軟基基處理新新技術該技術推推廣應用用的典型型案例——東莞南玻玻二期廠廠房地基基工程加固后地地基承載載力>120kPa軟土厚約約23m原地基承承載力不不足50kPa總工期僅僅用60天造價降低低5元/m2軟土厚約約23m原地基承承載力不不足50kPa三、軟基基處理新新技術3、深井降降水聯合合強夯處處理技術術技術原理理與方法法通過設置置水平排排水墊層層并插設設排水板板來改善善地基軟軟土層的的排水條件件；通過降低低地下水水位，促促使新地地下水位位線以上上軟土層層轉變成成非飽和土土或臨界界狀態(tài)，，對原地下下水位線線以下部部分軟土土層實施施降水預壓壓加固；；然后利用用巨大的的強夯沖沖擊荷載載，對表表層非飽飽和軟土土層進行行強夯壓密密加固，，并促使淺淺部和深深部的軟軟土層產產生超孔孔隙水壓壓力，超超孔隙水水壓力發(fā)發(fā)生多次次快速升升降，孔孔隙水不不斷排出出，軟土土層得以以快速加加固。三、軟基基處理新新技術施工工藝藝流程鋪設排水水砂墊層層插設塑料排水板埋設降水井密封墻施工降水預壓1遍普夯試夯2~4遍點夯施工三、軟基基處理新新技術塑料排水水板插設設期間沉沉降達0.559m，降水預預壓階段段和強夯夯第1、2遍期間表表層沉降降速率基基本一致致，平均均為14.03mm/d，第3遍強夯開開始沉降降趨于平平緩，平平均速率率僅為4.13mm/d，施工期期總沉降降量1.328m。地表沉降降廣州港南南沙港區(qū)區(qū)糧食及及通用碼碼頭工程程軟基處處理試驗驗工程三、軟基基處理新新技術通過三個個典型靜力力觸探試試驗結果果可以看出出，強夯前前的降水水預壓使使8~11m軟土得到到加強，，但對淺淺層改善善不大，，當聯合合強夯作作用后，，淺部淤淤泥層比比貫入阻阻力Ps由原場地地200kPa以下提高至400~600kPa。隨著預預壓時間間的增加加，深部軟土繼續(xù)續(xù)固結，，加固深深度增加加至12m，Ps總體達600kPa以上。加固前降水預壓壓25天4遍點夯后后普夯后三、軟基基處理新新技術4、潮間帶帶軟基處處理技術術潮間帶布布管寧波大榭深圳河二期三、軟基基處理新新技術5、插板引引孔技術術深圳SCT開山土石三、軟基基處理新新技術插板機引孔機樁架、插插管及樁樁靴、振振動錘、、輔助設設施等改改裝三、軟基基處理新新技術6、水荷載載技術廣州南沙沙龍穴軟土地基的水水體預壓荷載載結構——ZL200520065699.6蓄水小砂袋圍堰水深2m左右1、土工參數動動態(tài)監(jiān)控檢測測技術解決了真空預預壓過程中不不能破膜檢測測的技術難題題密封泥漿四、軟基加固固過程動態(tài)監(jiān)監(jiān)控技術2、液性指數和和沉降速率的的“雙指標”卸載標準液性指數在抽抽真空過程的的變化曲線提高了工程質量的評判準確率雙指標卸載標準液性指數IL=0.7現有規(guī)范的沉降速率Vs≤2mm/d四、軟基加固固過程動態(tài)監(jiān)監(jiān)控技術四、軟基加固固動態(tài)監(jiān)控技技術可準確、連續(xù)續(xù)測試真空狀狀態(tài)下的真實實地下水位3、一種地下水水位測試裝置置及技術真空預壓加固固區(qū)內地下水水位測試裝置置——ZL200520056767.2

解決了埋設定位誤差大、孔壓計間易“串通”等技術問題4、一種孔壓計計埋設和密封封技術用于一孔多孔孔壓計埋設的的封孔裝置——ZL200520056382.6四、軟基加固固過程動態(tài)監(jiān)監(jiān)控技術h0初始地面孔壓計初始地下水位加固前加固過程地面孔壓計過程地下水位h0加固過程消除了土體壓壓縮和地下水水位變化對孔孔壓測量產生生的影響5、超靜孔隙水水壓力修正計計算方法ΔPw=

Pw1

－

Pw0

=γw[（S2

－

S1）＋(hw0

－h(huán)w1）]S2S1hw0hw1四、軟基加固固過程動態(tài)監(jiān)監(jiān)控技術四、軟基加固固過程動態(tài)監(jiān)監(jiān)控技術實現了變形預預報和安全預預警6、軟土地基監(jiān)監(jiān)測系統軟件件軟基監(jiān)測分析析系統——2010SR001718本技術形成的的多項創(chuàng)新性性成果，解決決了將圍海造造陸場地快速速加固成為可可用之地的核核心技術難題題。新吹填場場地經淺層、、深層快速加加固后，地基基承載力可分分別大于50kPa和120kPa，滿足了基礎礎設施建設用用地的不同需需求。淺層加固后加固前地基承載力接近于零≥50kPa＞120kPa深層加固后五、技術先進進性及知識產產權五、技術先進進性及知識產產權鋪設土工竹筋筋加固后承載力力1/3≥50kPa本技術至少1/3人工鋪設砂墊墊層超軟土淺表層層快速加固技技術與國內外傳統統工法比較造價節(jié)約安全環(huán)保工期縮短五、技術先進進性及知識產產權真空預壓聯合合強夯快速加加固深層軟基基技術造價節(jié)約至少1/35元/m2以上多沉30cm以上大于120kPa提高50%以上工期縮短施工期沉降加固承載力沉降量S時間t傳統真空預壓節(jié)約工期1/3以上真空預壓聯合強夯多沉降30cm以上0五、技術先進進性及知識產產權軟基加固過程程動態(tài)監(jiān)控技技術比較項目對比鉆孔取樣技術地下水位測試方法孔壓測試技術超孔壓修正計算方法“雙指標”卸載標準均為首創(chuàng)系統彌補了國國內外相關技技術不能為工工程全過程提提供動態(tài)監(jiān)控控與質量評價價的缺陷五、技術先進進性及知識產產權經中國科學院院孫鈞院士、、中國工程院院葛修潤院士士、謝世楞院院士、梁應辰辰院士等十三三位專家鑒定定，一致認為為：研究成果總體體上達到國際際領先水平大幅度縮短了了工期、降低低了造價、節(jié)節(jié)約了資源五、技術先進進性及知識產產權發(fā)明專利序號專利名稱授權專利號1軟土地基快速加固技術ZL200610034016.X2軟土地基無砂墊層預壓排水固結法ZL200610033937.43超軟弱土快速加固方法及其加固裝置ZL200610035853.44超軟弱土淺表層快速加固方法及成套技術ZL200810026168.45浮動插板機及大面積超軟弱地基快速直接排水固結法ZL200710031173.X5項五、技術先進進性及知識產產權序號專利名稱授權專利號1真空預壓加固區(qū)內地下水位測試裝置ZL200520056767.22用于一孔多孔壓計埋設的封孔裝置ZL200520056382.63控制工后沉降變形的地基加固結構ZL200520063696.24吹填淤泥淺表層快速加固的抽排水系統ZL200520065698.15軟土地基的水體預壓荷載結構ZL200520065699.66一種超軟弱土淺表層快速加固系統ZL200720050339.87吹填淤泥土地基快速加固裝置ZL20062006007.7實用新型專利利7項五、技術先進進性及知識產產權1項計算機軟件著著作權2項國家級工法五、技術先進進性及知識產產權