直排式真空预压法在杭州湾软土地基加固中的应用研究

作     者：孙佳锐 

作者单位：吉林大学 

学位级别：硕士

导师姓名：王常明

授予年度：2019年

学科分类：081401[工学-岩土工程] 08[工学] 0814[工学-土木工程] 

主      题：直排式真空预压法 软土地基 固结度 数值模拟 环境影响评价 

摘      要：软土在我国分布广泛,尤其在我国的沿海地区分布着大面积的海相软土,此类软土具备高含水率、高压缩性、高灵敏度且强度低等不良地质特性,因此软土的地基处理是软土研究领域的一个重点问题,直接影响后续工程的开展与安全问题。真空预压法是软土地基处理中一个常用方法,直排式真空预压法是近年来发展而来的新型真空预压法,具有环保无污染、加固处理工期短、经济可靠等优点,近些年尤其在处理大面积软土地基时受到了广泛应用。海盐县地处杭州湾地区,属于典型的海相沉积软土地区,本文在详细分析直排式真空预压法的加固机理的基础上,依托浙江省海盐县某软土地基处理工程,通过现场设计监测方案及成果整理,分析加固过程中的地面沉降、分层沉降、孔隙水压力以及真空度随抽真空时间的变化规律,应用双曲线法、指数曲线法、灰色系统理论法分别对地基最终沉降进行计算,并应用静载试验对地基承载力进行校验,结合有限元数值模拟进行计算,得出以下结论:（1）与传统真空预压法相比,直排式真空预压法在于取消表面水平排水砂垫层,直接将塑料排水板与主次管相连接而抽真空,能提高真空预压能效、缩短工期和节省工程费用,在此基础上,本文详细介绍了直排式真空预压法的设计及监测方案,并提出直排式真空预压法卸载要求;（2）结合监测数据分析,地面沉降在抽真空10～15天时每天的沉降值最大,地面沉降最大可达55mm/天,此时真空度达到设计要求80kPa以上并保持稳定,通过分析分层沉降每天沉降值依然具有同样规律,认为本工程中10～15天地基土体固结较快,真空度稳定后固结速度相对较慢并保持平缓状态;（3）由分层沉降可得出,该软土地基中土体固结主要发生在深度3～18m范围内,分层沉降可达4cm1cm,在18m以下沉降相对较小为0～4cm;（4）运用双曲线法、指数曲线法、灰色系统理论法分别采用不同样本对地基土最终沉降进行了预测,认为指数曲线法相对误差较小,在该地区工程中更为适用,双曲线法次之,灰色理论法较前两种方法误差较大,灰色理论法可用作工程中短期沉降预测,更具实际意义;（5）结合Biot固结理论,应用有限元数值计算方法对沉降进行了分析,可以得到:计算值与实测数据相符合,地基最大沉降发生在深度26m以上土体内,对26m以下深度土体加固影响较小,水平位移主要发生在深度20m以上。真空度的传递效率对于真空预压固结效果非常显著,并验证了直排式真空预压法更具高效性,可为类似工程提供借鉴和经验