1、无锡市交通工程有限公司 东南大学交通学院,气压劈裂真空预压法加固深厚软土地基推广应用段 设计与施工方案汇报,2013年6月4日,汇报内容,1、工程概况 2、工程地质条件 3、劈裂真空法简介 4、劈裂真空法设计 5、劈裂真空法施工,1、工程概况,本项目位于苏北平原中部的盐城市阜宁县及建湖县境内，路线全长36.204km。实现阜宁县高速公路从无到有的突破。,1、工程概况,新长铁路,气压劈裂真空预压段位于阜宁二标东益互通：CK0+939-CK1+190,1、工程概况,气压劈裂真空预压法,FN-2标施工图设计会议纪要及落实情况,1、工程概况,汇报内容,1、工程概况 2、工程地质条件 3、劈裂真空法简介
2、 4、劈裂真空法设计 5、劈裂真空法施工,东益互通:软土连续分布，土性为淤泥、淤泥质粉质粘土（粉土），局部地段夹粉土薄层，具高孔隙比，高压缩性。有机质含量一般为0.97%4.84%，平均值2.62%；一般层顶埋深0.03.8m，一般层厚1.75.6m，层厚最深达19.8m；,2 工程地质条件,2 工程地质条件,2 工程地质条件,2 工程地质条件,1-1c层粉土：灰黄色，很湿，稍密状态，上部为耕植土，近连续分布，厚度1.41.9m。1-2层淤泥、淤泥质粉质粘土：灰褐色，流塑，高孔隙比，高压缩性，含少量腐殖质，局部夹粉土薄层；一般层顶埋深1.15.2m，层厚8.933.4m。1-2a层粘土：灰黄色
3、，可塑，高孔隙比，高压缩性，含有机质，局部夹粉砂薄层；夹于1-2层之间。2-1a层粉质粘土：灰黄色，可塑，中等压缩性，局部夹粉砂薄层，局部地段揭示。2-1c层粉土：黄色，湿，中密密实状态，干强度低，局部夹粉砂薄层，局部夹粉质粘土，连续分布，局部双层分布。,2 工程地质条件,2 工程地质条件,汇报内容,1、工程概况 2、工程地质条件 3、劈裂真空法简介 4、劈裂真空法设计 5、劈裂真空法施工,真空预压法加固软土的加固效果主要取决于膜下真空度和竖向排水体中负压的分布规律。受井阻影响，竖向排水体内的负压沿深度会有一定程度的衰减。,3、劈裂真空法简介,3、劈裂真空法简介,竖向排水体内的负压沿深度的衰减
4、，导致真空预压加固深度较小，深部加固效果变差。,如何提高深部土体的加固效果成为扩大真空预压法应用范围的核心问题之一。,真空预压加固软土地基技术规程（JTS 147-2-2009）指出真空预压加固地基固结度需达到80%。大量的工程为了满足上述要求，抽真空时间较长。孙立强，闫澍旺（2010）加固吹填土地基时抽真空时间长达275天。金小荣等（2007）采用真空预压法加固软基长达7个多月。董志良（2006）采取真空预压法加固潮间带软土地基历史180天刘汉龙（2006）杭-金-衢高速公路真空预压法加固软土历时8个多月。2003年淮盐高速公路采用软基处理时抽真空时间长达200天以上推广真空预压法另一个核心
5、问题是缩短固结时间，提高地基固结度，减小工后沉降。,3、劈裂真空法简介,针对真空预压法的上述局限性，刘松玉等提出了气压劈裂联合真空预压法加固深厚软土地基的新技术(简称劈裂真空法),3、劈裂真空法简介,在常规真空预压法的基础上增加气压劈裂系统。当高压气体压力超过某一临界值以后，土体发生劈 裂，土体中产生大量裂隙，裂隙与预先打设的塑料排水板组成有效的排水导气网络。一方面可以提高真空荷载向深层土体的传递效率，有效克服真空荷载随深度快速衰减的局限性；另一方面可提高深部土体的渗透性、加速深部超静孔压的消散，加快土体固结，以缩短预压时间和有效控制工后沉降。,3、劈裂真空法简介,汇报内容,1、工程概况 2、
6、工程地质条件 3、劈裂真空法简介 4、劈裂真空法设计 5、劈裂真空法施工,22,设计原则与适用条件,1,设计流程及内容,2,设计计算,3,4、劈裂真空法设计,23,设计原则与适用条件,设计原则,对高速公路等，工程实践中对变形的要求不断提高，工程实践提出了以沉降为控制目标的设计新原则。,以工后沉降为控制目标的设计原则已经隐含了稳定性的要求（赵维炳，2004)。,适用条件,劈裂真空法主要适用于淤泥、淤泥质土等软土地基，对于软土厚度或埋设大于10m时其加固优势会更为明显。,24,呈正方形，预压荷载80kPa.,排水系统设计 密封系统设计 抽真空系统设计,设计流程及内容,注气管深度设计 10m以下开始
7、设置，垂直距离取24m 注气管布置形式 间距根据单点喷气试验确定，可取4.8m 输气管路形式 支管和主管，分区喷气 喷气方式 分区喷气，以1030分钟为宜，间隙性,气压劈裂系统设计,真空预压系统设计,加固范围与预压荷载,设计流程,25,设计计算,喷气压力确定土体中的气压劈裂机理,气压劈裂技术参数设计,（张拉机理）,（剪切机理）,劈裂影响范围土体中的裂隙扩展模型,裂隙渗透性计算立方定律,26,固结度计算,沉降计算,最终沉降,工后沉降,设计计算,设计计算,劈裂真空法计算程序,施工立面示意图,塑料排水板、注气管相对位置平面布置图,注气管布置示意图,塑料排水板、注气管相对位置平面布置图(局部),PVD
8、布置示意图,真空度测头平面布置示意图,注气系统平面布置图,注气系统与注气管对应关系平面布置图,注气系统与注气管对应关系平面布置图,注气系统平面布置图,抽真空系统平面布置图,砂垫层上铺设无纺布技术要求,密封沟断面图,沉降标平面布置示意图,沉降标示意图,（1）间歇性喷气对真空荷载和最终加固效果之影响方法：依据孔压消散速率进行喷气间隙的动态优化（2）气压劈裂裂隙增加现场宏观渗透系数的验证方法：现场施工过程中CPTU孔压消散测试,补充研究重点：,汇报内容,1、工程概况 2、工程地质条件 3、劈裂真空法简介 4、劈裂真空法设计 5、劈裂真空法施工,3.气压劈裂真空预压法现场试验,1.平整场地,2.地质补
9、勘,3.铺设砂垫层,4.打设塑料排水板,5.打设喷气管,6.埋设监测仪器,7.铺设喷抽真空管路 系统,8.铺设喷气管路系统,9.喷气管路系统试喷,10.开挖密封沟 铺设密封膜,11.安装出膜装置,12.回填密封沟,13.真空泵、空气压缩机等安装调试,14.试喷气、试抽真空,15.布设沉降标,16.气压劈裂与抽真空,17.施工结束,施工工艺,3.气压劈裂真空预压法现场试验,5.打设塑料排水板、喷气管,施工工艺,3.气压劈裂真空预压法现场试验,5.打设塑料排水板、喷气管,施工工艺,3.气压劈裂真空预压法现场试验,5.打设塑料排水板、喷气管,施工工艺,3.气压劈裂真空预压法现场试验,施工工艺,7.铺设喷气管路和抽真空管路,3.气压劈裂真空预压法现场试验,施工工艺,7.铺设喷气管路和抽真空管路,3.气压劈裂真空预压法现场试验,施工工艺,7.铺设喷气管路和抽真空管路,3.气压劈裂真空预压法现场试验,3.气压劈裂真空预压法现场试验,施工工艺,10.开挖密封沟铺设密封膜,3.气压劈裂真空预压法现场试验,施工工艺,路基填土,3.气压劈裂真空预压法现场试验,施工工艺,路基填土,3.气压劈裂真空预压法现场试验,施工工艺,路基填土,3.气压劈裂真空预压法现场试验,施工工艺,路基填土,3.气压劈裂真空预压法现场试验,施工工艺,路基填土,谢 谢！,东南大学,
