- 港口工程及工程排水與加固理論與技術進展
- 吳澎 戴濟群主編
- 1086字
- 2021-10-22 17:37:53
1 引言
隨著全球經濟的高速發展,圍海造陸已成為沿海地區城市向海洋尋求土地的主要手段。關于圍海造陸的工程研究表明,采用常規的排水固結方法加固吹填的流泥、浮泥時,不僅加固時間長、地基沉降大,而且加固后地基的強度增長較小,遠不能滿足使用要求,甚至需要進行二次處理。超軟土地基的加固效果不能滿足工程需求的主要原因就是土體內的水不能充分排出,土中的水可分為結合水和自由水,自由水是指在雙電層影響以外的水,常規的排水固結法就是通過作用力產生的水頭差,排出土中自由水;土中的結合水是指受雙電層影響吸附于土粒表面的水,可分為強結合水和弱結合水,強結合水很難排出,其性質已接近固體,因此不對土體加固產生影響,弱結合水因為受土粒靜電場的影響,一般的排水固結法很難將其排出,但在外加直流電場的作用下,部分弱結合水可以擺脫靜電場的束縛被排出,這是電滲法的優勢所在,即電滲法不僅可以排出自由水,還可以排出弱結合水,但單獨使用電滲法卻存在土體加固不均勻、耗電大、陽極腐蝕等問題,極大地限制了工程應用,曹永華[1-2]等在對電滲法的研究中均提出了上述問題。真空預壓法是目前應用最有效的軟土地基加固方法之一,具有造價低、效率高等優點,該方法利用土體與塑料排水板之間產生的孔壓,排出土體中的自由水,從而使土體固結,最早由Kjellman[3]提出的,經過一系列試驗的驗證[4-5]和機理研究[6-9],目前已形成較為完善的理論計算方法和施工工藝,但由于受大氣壓力的限制,真空荷載值一般不超過90kPa,因此限制了真空預壓的加固效果,并導致后期加固效率較低[10]。
將真空預壓法與電滲法聯合起來應用是一個比較新穎的方法,兩種方法取長補短,在地基加固前期使用真空預壓法,抽出土體孔隙中的部分自由水,后期真空預壓法加固效果逐漸減弱時,開始進行電滲,同時抽真空不停止,電滲促使土體孔隙中的部分自由水和弱結合水排出,可以進一步改善加固效果,由于電滲法是在加固工程的后期才介入,所以總的電量成本增加不多,該方法既保障了加固效果同時也節約經濟成本。目前關于真空預壓聯合電滲法的研究并不多,彭劼等[11-12]進行了真空預壓聯合電滲法軟土處理的室內試驗,劉漢龍等[13]進行了真空預壓聯合電滲法的現場試驗,研究結果表明真空預壓聯合電滲的方法可以有效提高土體的排水效率和排水量,但相比于電滲法本身其顯著的適用性和經濟性均沒有詳細的分析。
本文以濱海新區的超軟土地基為研究對象,通過開展純電滲法和真空預壓聯合電滲法加固超軟土地基的室內試驗,分析對比兩種加固方法過程中土體孔隙水壓力和土體沉降的變化,以及加固完成后土體強度的變化,通過對比分析兩種加固方法的適用性與經濟型,為現場的工程施工提供技術和數據支持。