双控动力固结法—电渗及动力固结联合加固法
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双控动力固结法—电渗及动力固结联合加固法
一、双控动力固结法施工介绍
“双控动力固结法”是指结合二种控制方法处理软弱地基的一种施工工艺。
特别是针对我国沿海地区普遍存在的淤泥质粘土,通过“双控动力固结法”能达到使流塑状淤泥快速改变为软塑状甚至固体状,提高地基的承载力。
目前大面积软弱地基处理采用:换垫法、强夯法、高真空击密法以及通过置换的方法,如振冲法、挤密桩法、砂石桩法、深层搅拌法等,其造成价高,工期长,且无法改变流塑淤泥质土的特性。
“真空预压法”通过真空预压能改变流塑淤泥质土的特性。
但由于工期长(一般为90天左右,且造价高)不能适应我国沿海地区的经济快速发展需要。
“双控动力固结法”是基于电渗降水对流塑状淤泥质土的处理及通过控制所施加的动力对地基进行加固的方法,快速有效地改变需处理土体的特性,达到设计要求的承载力。
使之如真空预压那样,起到真正意义上的对流塑状淤泥质土进行加固的目的。
同时双控动力固结法又不同于真空预压,因为“双控动力固结法”处理时间短,单位面积施工工期一般为30~40天左右时间。
二、双控动力固结法适用范围
在饱和粘土中,特别是淤泥和淤泥质粘土中,由于土的透水性差,持水性较强,用一般的方法处理效果较差,通过电渗降水方法,对透水性差的土体起疏干作用,使地下水排出,经电渗降水后的淤泥质粘土从流塑状转变为软塑或固态状,从而使土体表层2m以下固结。
电渗井点降水利用流塑状淤泥在外力作用下可塑成任何形态这一特点,通过施加电渗(外力)来激活水分子,通过抽水,使之成为半固体状态或固态。
由于淤泥质粘土在外力除去后,能继续保持这一特点。
同时、在塑态变成半固态时,土的形状不变,由于电渗降水的作用,土的体积因水分减小而发生收缩,特别是当土体水进一步减少后,淤泥质土由流塑—软塑—转变成固态,从而达到固结的效果。
经电渗降水后,在淤泥土体转变为固结状态并达到施加动力所需的最佳含水量时,对需处理范围的土体采取施加动力(如强夯、冲击或振动碾压等方法)达到固结密实。
也就是说,双控动力固结法工艺中的电渗降水,其根本目的是降低淤泥质中的含水量,在达到施加动力所需的最佳含水量的情况下,通过施加动力来提高地基的承载力;所施加的动力能量则可根据设计所需的承载力,通过调整能量,遍数及施加能量的距离进行,使之达到所需深度的承载力。
三、双控动力固结法的原理
一是通过控制电渗井点降水的各项参数,利用淤泥质土含水量大,渗透系数小的特点,在电渗离子的作用下改变淤泥质土的特性,达到固结的效果。
通过改变电渗井点管的长度,通过调整井点间距、电渗时间、电流密度等参数使之达到所需加固处理的深度及达到土体密实所需的最佳含水量。
二是通过控制施加动力的各项参数,在经电渗降水后土体达到最佳含水量的情况下进一步对需处理土体进行加固密实,达到所需的承载力。
通过调整施加动力的能量、遍数、时间、以及击振频率等使之达到所需加固处理的承载力。
四、双控动力固结法的特点
1、“双控动力固结法”适用于大面积软弱地基处理,且施工工期短,单位面积施工周期为20~30天,为常用施工方法的2/3。
2、工后沉降小,预沉降可控。
由于在施工过程中通过控制最佳含水量及最佳固结密实度,不仅能根据设计要求进行可控可调,而且能达到土体的均匀沉降,由于淤泥质土性经施工后不受外力改变的影响这一特点,从而使得经处理后的场地不会因地下水位的变化而产生大幅度的沉降,达到了工后沉降小的目的。
3、深层固结,淤泥质土经电渗作用后转变为固态,再经动力击实。
通过调整动所施加动力的各参数,形成了地表下8~10m理想的承载力高的“硬壳层” 。
4、针对不同的土质,通过调整电渗降水及施加动力的各参数,能有效地避免“弹簧土”,经处理后的地基深度范围自地表以下8~10m处均匀密实。