快速高真空击密法
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65.75
“塑料排水 板+冲击碾 压”区
冲击碾压 区
加固影响对比
试验分区
强夯I区 强夯II区 强夯III区
“高真空排水+ 强夯”区 “高真空排水+ 冲击碾压”区
“塑料排水板+ 冲击碾压”区
有效影响 深度(m)
孔隙水压力消散情况
48小时以后，消散70％以上。 48小时以后，消散70％以上。 48小时以后，消散70％以上。 48小时以后，消散85％以上。 48小时以后，消散75％左右。 4～5天以后，消散70％左右。 9～10天以后，消散70％左右。
不但使地基平稳均匀，大大超过了设计要 求，而且节约了资金2000多万元。
http://sh.sina.com.cn/20050318/102448652.shtml 22:08
22
上海机场新闻： 浦东机场第二跑道创造的“七个第 一”
(1) 国内第一条完全通过填海促淤吹沙造地建成
的跑道
(2) 国内第一条软土地基上建成的能够起降F类A380大型
最大密实度
击振频率 击振能量 真空度调整 超孔隙水压力消散时间
22:08
在避免土体发 生破坏的基础 上，对地基土 进行有效击密
5
信息化施工控制内容
最优含水量：采用特制的高真空系统强制调整土体的含水量，控 制需处理的土体逐步接近最优含水量； 最大密实度：在需处理土体分遍逐步接近最优含水量的同时，采 用特制的大型击密设备分遍击密需处理的土体，逐步接近最大密 实度； 击振频率：根据处理土体的自振频率，调整击振频率； 击振能量：根据地基的处理深度要求，正确计算各层不同土体击 密土体所需的击振能量； 真空度：根据不同的土体渗透系数、含水量，分层多遍强制调整 各层土的真空度、真空气量； 超孔隙水压力消散时间：正确计算被处理土体超孔隙水压的消散 时间，合理确定土体每遍击密的固结恢复时间，严防“弹簧土” 的形成。 22:08 6
22:08
17
序 号 1 2
工程项目名称
上海港外二期 道路堆场 上海港外三期 道路堆场 上海港外四期道路堆 场 上海港外五期道路堆 场
施工年月
98.5～98.10 00.2～00.5
工程规模
100万m2 80万m2
“硬壳层” 厚度 6m 5m
备注
专利方案设计、施 工 专利方案设计、施 工 专利方案设计、施 工 专利方案设计、施 工
2003年宁波北仑港三期道路、 2 堆场施工现场(面积为46万m )
22:08
24
处理后地面情况
22:08
25
宁波北仑港工程概况
宁波北仑港区国际集装箱码头二阶段地 基处理工程约46万m2，由交通部第三航务勘 察设计院设计。0～2米为新吹填粉煤灰， 2～10米以下为淤泥质粘土。新吹填粉煤灰 为浆糊状，人无法进入，承载力接近于零， 淤泥质土Ps值约0.10MPa，设计要求处理后 地基承载力fak=120kPa，工前沉降≥600mm。
预祝大会圆满成功!
高真空击密法 —一种软土地基处理新工艺
22:08
1
高真空击密法介绍主要内容
工法介绍 机理 特点 应用实例
22:08 2
高真空击密法
施工流程
信息化施工方法
22:08
3
施工流程
动画演示
22:08
4
信息化施工方法
对各项指标检测确定和调整施工参数
最优含水量
试验分区
6m内标准贯 入击数(击)
6m内静力触 探Ps(MPa)
CBR(MPa)
地基反应模量 K(MPa/m3)
地基回弹模量 E0(MPa/m3)
七 种 方 案 处 理 前 后 对 比
加固前 数据
强夯I区
6
12
2.33
3.60
0.89
6.71
20.80
38.82
43.03
59.80
强夯II区 强夯III区
下卧层不留排水通道
下卧层不留排水通道，从而大大减
缓了下卧层的沉降速率。 图示
22:08
11
工后沉降计算示意图
P
所形成的 硬壳层
竖 向 排 水 体
软弱下卧 层
水 渗 透
其中 St为传统计算结果； x为高真空击密法理论修正系数； Sp为高真空击密预测结果。
工后沉降估算: sp=x• st
22:08
高真空击密法主要机理
压力差主动排水
硬壳层理论 下卧层不留排水通道 工后沉降工前完成
22:08
7
压力差主动排水原理
压力差主动排水原理: 高真空-击密交替进行较高的压力差
目的: 使低渗透性土地基可以强夯处理
⊕⊕
Ө Ө
⊕⊕
Ө Ө
⊕⊕
Ө Ө
⊕⊕
Ө Ө
22:08
8
硬壳层应力扩散理论
22:08
26
2003年宁波港三期
采用本工法工 期缩短了6个月， 造价节约2000 万元，设计、 施工获得2004 年度宁波港科 技进步一等奖。
22:08 27
致 谢
请各位专家学者代表们 批评指正!
22:08
28
11 9
4.24 5.58
8.19 7.35
46.50 45.50
64.77 62.66
“高真空 排水+强 夯”区
“高真空 排水wenku.baidu.com冲 击碾压” 区
13 13
12
10
3.85 4.99
3.81
3.90
8.83 8.68
8.38
8.55
61.32 56.93
45.90
47.80
71.73 66.25
65.26
广东湛江奥里油电厂 二期
02.7～02.10
02.4～02.10 03.12～至 今
1#～4#平台
20万m2 30万m2
9m
9～10m 9～10m
03.7～03.10
03.8～04.1 03.10～04.6 03～至今
12个化学 罐
46万m2 32万m2 60万m2
16m
6m 8m 16m
方案设计、施工 fk210kPa 专利方案设计、施 工 专利方案设计、施 工 专利方案设计、施 工 专利方案设计、施 工
客机的跑道 (3) 境内第一条按Ⅲ类仪表进近标准建成的跑道 (4) 国内第一次建成最大规模的滑行道地下穿越工程 (5) 国内第一条成功集成强夯、高真空降水、冲
击碾压三种地基处理方法建成的跑道
(6) 国内第一次运用拉毛刻槽联合工法，摩擦系数达到最
佳水平的跑道 (7)国内第一条采用市电、油机、UPS助航灯光联合供电 保障系统的跑道 22:08 23
量
将2000~3000m2作为一个施工小区，使各处 产生不同的工前沉降，从而达到工后沉降 一致的目的。
22:08
14
差异沉降工前完成
假设工后沉降要求10cm:
A 最终沉 降40cm C 最终沉 降60cm
22:08
B
控制工前沉 降为30cm
D
控制工前沉 降为40cm
最终沉 降50cm
控制工前沉 降为50cm
专利方案设计、施 工
江苏常州铁本钢厂料 22:08 场
专利方案设计、施 工fk250kPa 18
上海浦东机场二号跑道软基 (面积达111万m2)
设计要求： 工后沉降小于10cm； 不均匀沉降小于1/1000； 地基承载力提高到160kPa； 节约造价1.0亿元以上。
22:08
19
施工总沉降 (cm)
6 6 6 6 3 3 3
30.2 35.7 45.1 55.7 17.8 25.6 23.6
21
冲击碾压区
22:08
新浪网2005.3.18报道：
上海浦东机场“二号”“起跑”运能估计将增 50%
内容如下: 浦东国际机场二期工程建设指挥部的一位专家告诉 记者，围海在软土地基上造跑道的关键在于解决差异 沉降问题，就是说如果地基松弛产生差异沉降后，上 面的混凝土跑道就有可能变形或损坏，危及飞行安全。 为此技术人员在国内首次采用了强夯、高真空 降水和冲击碾压三种地基处理方法相结合的手段，
3
4 5
2 工程应用面积已接近3000万m
03.10～ 03.12
80万m2 5m 8m 浦东国际机场二号主 跑道软地基处理 03.6～03.12 111万m2
01.2～01.10
160万m2
5m
专利方案设计、施工, 工后沉降＜10cm；不 均匀沉降＜1/1000。
6
7 8
9
10 11 12
上海外高桥造船厂装 焊平台 江苏常熟港二期道路 堆场 江苏常熟港三期道路 堆场 上海东方油罐软基处 理 浙江宁波港三期二阶 段道路堆场
12
工后沉降较小的理论解释
形成密实度高、孔隙比小、透水性差
的超固结硬壳层； 附加应力经过硬壳扩散后已经比较小； 下卧层不留排水通道； 地下水本身的不可压缩性； 软弱下卧层周围土体对其的约束作用。
22:08 13
工后沉降工前完成原理
工后沉降—工前完成 差异沉降—分区分块控制工前完成
硬壳层厚度: 通过应力扩散理论确定
控制指标:
上部荷载、硬壳层重力经过硬壳层后的附加 应力 f 需小于1.1倍的下卧层的地基承载力fak， 即
f (hx)< 1.1 fak
22:08
9
硬壳层应力扩散示意图
P
f
hx
fak
硬壳层厚度确定依据：满足条件 f(hx) <1.1 fak
22:08 10
控制工前沉 降为60cm
最终沉 降70cm
15
高真空击密法特点
质量可控 主要指地基承载力、工后沉降和差异沉降 等可以工前控制 造价低廉 是常规方法的40~80% 工期短 是常规方法的1/3~1/2 无环境污染 地基中不加入任何添加剂，无泥浆等废弃 物等排出
22:08 16
高真空击密法工程应用
“塑料排水 板+冲击碾 压”区
冲击碾压 区
加固影响对比
试验分区
强夯I区 强夯II区 强夯III区
“高真空排水+ 强夯”区 “高真空排水+ 冲击碾压”区
“塑料排水板+ 冲击碾压”区
有效影响 深度(m)
孔隙水压力消散情况
48小时以后，消散70％以上。 48小时以后，消散70％以上。 48小时以后，消散70％以上。 48小时以后，消散85％以上。 48小时以后，消散75％左右。 4～5天以后，消散70％左右。 9～10天以后，消散70％左右。
不但使地基平稳均匀，大大超过了设计要 求，而且节约了资金2000多万元。
http://sh.sina.com.cn/20050318/102448652.shtml 22:08
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上海机场新闻： 浦东机场第二跑道创造的“七个第 一”
(1) 国内第一条完全通过填海促淤吹沙造地建成
的跑道
(2) 国内第一条软土地基上建成的能够起降F类A380大型
最大密实度
击振频率 击振能量 真空度调整 超孔隙水压力消散时间
22:08
在避免土体发 生破坏的基础 上，对地基土 进行有效击密
5
信息化施工控制内容
最优含水量：采用特制的高真空系统强制调整土体的含水量，控 制需处理的土体逐步接近最优含水量； 最大密实度：在需处理土体分遍逐步接近最优含水量的同时，采 用特制的大型击密设备分遍击密需处理的土体，逐步接近最大密 实度； 击振频率：根据处理土体的自振频率，调整击振频率； 击振能量：根据地基的处理深度要求，正确计算各层不同土体击 密土体所需的击振能量； 真空度：根据不同的土体渗透系数、含水量，分层多遍强制调整 各层土的真空度、真空气量； 超孔隙水压力消散时间：正确计算被处理土体超孔隙水压的消散 时间，合理确定土体每遍击密的固结恢复时间，严防“弹簧土” 的形成。 22:08 6
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序 号 1 2
工程项目名称
上海港外二期 道路堆场 上海港外三期 道路堆场 上海港外四期道路堆 场 上海港外五期道路堆 场
施工年月
98.5～98.10 00.2～00.5
工程规模
100万m2 80万m2
“硬壳层” 厚度 6m 5m
备注
专利方案设计、施 工 专利方案设计、施 工 专利方案设计、施 工 专利方案设计、施 工
2003年宁波北仑港三期道路、 2 堆场施工现场(面积为46万m )
22:08
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处理后地面情况
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宁波北仑港工程概况
宁波北仑港区国际集装箱码头二阶段地 基处理工程约46万m2，由交通部第三航务勘 察设计院设计。0～2米为新吹填粉煤灰， 2～10米以下为淤泥质粘土。新吹填粉煤灰 为浆糊状，人无法进入，承载力接近于零， 淤泥质土Ps值约0.10MPa，设计要求处理后 地基承载力fak=120kPa，工前沉降≥600mm。
预祝大会圆满成功!
高真空击密法 —一种软土地基处理新工艺
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1
高真空击密法介绍主要内容
工法介绍 机理 特点 应用实例
22:08 2
高真空击密法
施工流程
信息化施工方法
22:08
3
施工流程
动画演示
22:08
4
信息化施工方法
对各项指标检测确定和调整施工参数
最优含水量
试验分区
6m内标准贯 入击数(击)
6m内静力触 探Ps(MPa)
CBR(MPa)
地基反应模量 K(MPa/m3)
地基回弹模量 E0(MPa/m3)
七 种 方 案 处 理 前 后 对 比
加固前 数据
强夯I区
6
12
2.33
3.60
0.89
6.71
20.80
38.82
43.03
59.80
强夯II区 强夯III区
下卧层不留排水通道
下卧层不留排水通道，从而大大减
缓了下卧层的沉降速率。 图示
22:08
11
工后沉降计算示意图
P
所形成的 硬壳层
竖 向 排 水 体
软弱下卧 层
水 渗 透
其中 St为传统计算结果； x为高真空击密法理论修正系数； Sp为高真空击密预测结果。
工后沉降估算: sp=x• st
22:08
高真空击密法主要机理
压力差主动排水
硬壳层理论 下卧层不留排水通道 工后沉降工前完成
22:08
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压力差主动排水原理
压力差主动排水原理: 高真空-击密交替进行较高的压力差
目的: 使低渗透性土地基可以强夯处理
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Ө Ө
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硬壳层应力扩散理论
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2003年宁波港三期
采用本工法工 期缩短了6个月， 造价节约2000 万元，设计、 施工获得2004 年度宁波港科 技进步一等奖。
22:08 27
致 谢
请各位专家学者代表们 批评指正!
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4.24 5.58
8.19 7.35
46.50 45.50
64.77 62.66
“高真空 排水+强 夯”区
“高真空 排水wenku.baidu.com冲 击碾压” 区
13 13
12
10
3.85 4.99
3.81
3.90
8.83 8.68
8.38
8.55
61.32 56.93
45.90
47.80
71.73 66.25
65.26
广东湛江奥里油电厂 二期
02.7～02.10
02.4～02.10 03.12～至 今
1#～4#平台
20万m2 30万m2
9m
9～10m 9～10m
03.7～03.10
03.8～04.1 03.10～04.6 03～至今
12个化学 罐
46万m2 32万m2 60万m2
16m
6m 8m 16m
方案设计、施工 fk210kPa 专利方案设计、施 工 专利方案设计、施 工 专利方案设计、施 工 专利方案设计、施 工
客机的跑道 (3) 境内第一条按Ⅲ类仪表进近标准建成的跑道 (4) 国内第一次建成最大规模的滑行道地下穿越工程 (5) 国内第一条成功集成强夯、高真空降水、冲
击碾压三种地基处理方法建成的跑道
(6) 国内第一次运用拉毛刻槽联合工法，摩擦系数达到最
佳水平的跑道 (7)国内第一条采用市电、油机、UPS助航灯光联合供电 保障系统的跑道 22:08 23
量
将2000~3000m2作为一个施工小区，使各处 产生不同的工前沉降，从而达到工后沉降 一致的目的。
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差异沉降工前完成
假设工后沉降要求10cm:
A 最终沉 降40cm C 最终沉 降60cm
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B
控制工前沉 降为30cm
D
控制工前沉 降为40cm
最终沉 降50cm
控制工前沉 降为50cm
专利方案设计、施 工
江苏常州铁本钢厂料 22:08 场
专利方案设计、施 工fk250kPa 18
上海浦东机场二号跑道软基 (面积达111万m2)
设计要求： 工后沉降小于10cm； 不均匀沉降小于1/1000； 地基承载力提高到160kPa； 节约造价1.0亿元以上。
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施工总沉降 (cm)
6 6 6 6 3 3 3
30.2 35.7 45.1 55.7 17.8 25.6 23.6
21
冲击碾压区
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新浪网2005.3.18报道：
上海浦东机场“二号”“起跑”运能估计将增 50%
内容如下: 浦东国际机场二期工程建设指挥部的一位专家告诉 记者，围海在软土地基上造跑道的关键在于解决差异 沉降问题，就是说如果地基松弛产生差异沉降后，上 面的混凝土跑道就有可能变形或损坏，危及飞行安全。 为此技术人员在国内首次采用了强夯、高真空 降水和冲击碾压三种地基处理方法相结合的手段，
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2 工程应用面积已接近3000万m
03.10～ 03.12
80万m2 5m 8m 浦东国际机场二号主 跑道软地基处理 03.6～03.12 111万m2
01.2～01.10
160万m2
5m
专利方案设计、施工, 工后沉降＜10cm；不 均匀沉降＜1/1000。
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上海外高桥造船厂装 焊平台 江苏常熟港二期道路 堆场 江苏常熟港三期道路 堆场 上海东方油罐软基处 理 浙江宁波港三期二阶 段道路堆场
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工后沉降较小的理论解释
形成密实度高、孔隙比小、透水性差
的超固结硬壳层； 附加应力经过硬壳扩散后已经比较小； 下卧层不留排水通道； 地下水本身的不可压缩性； 软弱下卧层周围土体对其的约束作用。
22:08 13
工后沉降工前完成原理
工后沉降—工前完成 差异沉降—分区分块控制工前完成
硬壳层厚度: 通过应力扩散理论确定
控制指标:
上部荷载、硬壳层重力经过硬壳层后的附加 应力 f 需小于1.1倍的下卧层的地基承载力fak， 即
f (hx)< 1.1 fak
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硬壳层应力扩散示意图
P
f
hx
fak
硬壳层厚度确定依据：满足条件 f(hx) <1.1 fak
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控制工前沉 降为60cm
最终沉 降70cm
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高真空击密法特点
质量可控 主要指地基承载力、工后沉降和差异沉降 等可以工前控制 造价低廉 是常规方法的40~80% 工期短 是常规方法的1/3~1/2 无环境污染 地基中不加入任何添加剂，无泥浆等废弃 物等排出
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高真空击密法工程应用