新近吹填淤泥地基真空固结失效原因分析及对策

新近吹填淤泥地基经无砂垫层真空预压技术加固后,土体强度增长有限,地基有效加固深度小,地基承载力仍然较低。为了深入分析新近吹填淤泥地基真空固结失效原因,首先对不同地区新近吹填淤泥的工程特性进行了系统地研究,然后采用3种典型的竖向排水体进行了室内真空固结单井模型对比试验研究,研究结果表明:①新近吹填淤泥中黏粒含量(d≤0.005 mm)过高、竖向排水体反滤层的等效孔径过小、真空加载速度过快是竖向排水体出现较严重淤堵现象的主要原因;②排水系统内的真空度局部损失较大,竖向排水体弯曲程度大和水平排水垫层中真空度传递阻力大均致使较大的真空度沿程损失;③土体中强亲水矿物含量较高、排水体中出现严重的淤堵现象和过大的真空度损失等共同降低了排水系统的排水效率,削弱了土体中的真空压力作用,最终致使土体的加固效果不理想。最后,有针对性地提出了相应的解决对策。

新近吹填淤泥地基负压传递特性及分布模式研究

为深入了解无砂垫层真空预压技术加固新近吹填淤泥地基过程中的负压传递特性和分布模式,依托珠海港高栏港区某新近吹填淤泥地基处理工程开展了现场试验研究,研究结果表明:(1)土工合成材料水平排水垫层中的负压损失程度较严重,至少为16%;整个排水系统内的负压损失程度也较严重,最严重的高达57%。(2)不同深度处土体中的负压传递特性一定程度上受相应位置处淤泥自重沉积规律的影响,粗颗粒含量高的深度位置,其负压衰减程度相应较低;但总体来讲,负压从竖井向土体传递过程中的损失程度很严重,至少67%,这是新近吹填淤泥地基经无砂垫层真空预压技术加固后土体强度增长有限的主要原因。最后,明确给出了该类地基的负压分布模式:水平排水垫层中的负压可考虑为随时间变化的线性衰减模式,而竖向排水体中的负压可考虑为随时间变化的非线性衰减模式。

新近吹填淤泥地基新型大面积砂被工作垫层工艺技术研发

新近吹填淤泥地基经浅表层快速加固技术处理后可作为后续地基处理施工机械的工作平台。然而,该技术工期虽短但施工成本并不低。鉴于此,提出了新型大面积砂被工作垫层的新思路,并对该类垫层地基的承载机制进行了定性分析,依托实际工程开展了现场对比试验研究。研究结果表明:(1)新型大面积砂被工作垫层是一种大型的空间立体式透水性结构,与下卧浮(流)泥地基可构成一个整体的承力体系,具有较高的承载力,其工作机理主要体现为:似壳体效应(包括应力扩散效应与表层封闭效应)、侧向封闭效应(侧限作用)、排水固结作用和竖向加筋作用(仅指浮泥地基);(2)新型大面积砂被工作垫层(试验方案5)整体性好,封闭效应更优,能有效降低施工过程中周边淤泥地基的隆起程度,可作为新近吹填淤泥地基一次性真空预压处理的工作平台。

新近吹填淤泥地基真空预压加固效果主要影响因素分析

新近吹填淤泥地基经浅表层快速加固技术(属于无砂垫层真空预压技术)处理后效果不理想,因此,从客观因素和主观因素两方面进行了深入研究。研究结果表明:1)新近吹填淤泥的物理性质及其渗透系数是客观影响因素,致使真空固结排水难度大,真空预压过程中各排水板(满足现行规范规定的相关排水性能指标)周围出现严重的"壁垒"现象,进而导致地基加固效果不理想。2)竖向排水系统和水平排水系统的排水性能是主观影响因素。现行规范中规定的塑料排水板滤膜的等效孔径过小(O95<0.075 mm),排水板弯曲变形较大,水平排水系统中负压损失程度大,也导致地基加固效果不理想。3)直排式水平排水系统埋入素土细中细中粗砂水平排水垫层中,可以提高其三维透水效果。

新近吹填淤泥地基浅表层加固现场对比试验

浅表层加固技术具有缩短工期、降低造价的优点。但同时工程实践中也发现一些问题:加固后土体均匀性差;加固后形成的硬壳层厚度和强度有限;滤管环向刚度差经常被压扁,影响真空度的传递效率。为解决上述问题,试验中在常规真空预压浅表层处理工艺方案的基础上,通过加密滤管,改原来的双排单管方案为单排单管方案,并且用自制的PVC滤管来代替常规法中的软式滤管。试验证明自制的PVC滤管和通过改进后的单排单管方案的加固效果优于常规方案,建议在浅表层加固过程中采用自制的PVC滤管和单排单管的施工方案。