Land reclamation using the horizontal drainage enhanced geotextile sheet method

Increasingly waste materials or soft soil dredged from sea or river have to be used as fill materials for land reclamation. Although preloading using prefabricated vertical drains (PVDs) has been commonly used as the treatment method for soft soil, this method is time consuming as it can only be applied after all the fill materials have been placed. In this paper, a conceptual design for land reclamation using a horizontal drainage enhanced geotextile sheet (HDeGs) method combined with vacuum preloading is proposed. Large-scale model tests are carried out to verify the effectiveness of the HDeGs method. The proposed method is also compared with the existing prefabricated horizontal drain (PHD) method and the advantages and disadvantages of the HDeGs with vacuum preloading method are discussed. This study has demonstrated that the proposed HDeGs method is not only effective, but also more efficient compared with the PVD or PHD methods, as it can reduce substantially the construction time required for land reclamation.     

提高软基深层加固效果的措施

经过现场对广东某高速公路监测断面的观测及试验资料分析发现,排水通道形式对深层软基加固有很大影响。研究表明,不同竖向排水通道中真空度的传递规律是不同的,对地基的真空预压加固效果的影响也不同。最后提出了能够有效减少真空压力沿程损失和消除地基深层沉降的新型竖向排水通道形式。     

大型油罐软土地基设计

描述大型油罐软土地基设计方法。考虑建在海洋粉质黏土地基之上的油罐,位于加拿大安大略北部沿James Bay湖边的一个小镇Attawapiskat。2个油罐直径为29m,高12m,为Attawapiskat以西大约100km处的一个钻石矿提供燃料。每一个油罐具有7.5×106L的存储容量,并且发挥140kPa的最大油罐压力。考虑软土处理和席形基础的设计,针对潜在的整体地基剪切破坏和局部地基剪切破坏设计标准要求充分的安全系数,并达到严格的不均匀沉降限制。其他设计考虑包括冻结效应、有限的粗粒和堆石料、短施工时间和燃料溢出保护。稳定性分析表明,油罐边界局部基础剪切破坏模式比整体基础破坏模式更关键,同时,强调对于软土改进的需要。地基处理利用土工合成加筋材料加强油罐外围基础,利用预制竖排水管加速地基固结沉降,并结合预压软土降低工后沉降。设计研究确认在短期内建造大型油罐地基的可行性,但要结合上述的软基处理技术。     

软土地基孔隙水压力降低引起的压缩分析

根据土力学基本原理,分析孔隙水压力降低引起的土体压缩方式,并对真空预压地基的分层沉降现场实测值和理论计算值进行分析;同时,定量分析真空预压地基在不同深处单位压缩量。研究结果表明:(1)若按有效应力原理水土压力分开计算、地基土体中孔隙水压力降低时,土体竖向总应力维持不变而侧向总应力减小;(2)土体中孔隙水压力在相对压强小于0的范围内降低时,将引起土体等向压缩,在相对压强大于0的范围内降低时,将引起土体单向压缩;(3)南沙港区的真空预压地基若其沉降按欠固结计算时,计算值与实测值接近,自重应力欠固结引起的沉降是抽真空期间地基总沉降主要部分;(4)真空预压的加固深度随排水体深度增加而增大,土层压密效果随地层深度增加而减弱,故降低孔隙水压力法在加固软土地基中,设计排水体深度时应考虑最佳加固深度。     

基于双曲线模型的软土路基沉降预测研究

某软土路基试验段采用真空-堆载联合预压法处理,以该试验段测得的竖向变形数据为基础,建立双曲线预报模型并进行沉降量预测。通过与实测资料进行比较分析表明,基于双曲线模型的推算值与实测值较为接近,沉降预测曲线与实际观测曲线吻合度较高,能较好的反映真空-堆载联合预压法加固软土路基土体沉降量随时间发展变化的全过程,从而说明该模型在该地区真空-堆载联合预压加固软土路基的沉降预测中是可行的。     

含竖向排水体的软土路基固结分析

对含竖向排水体地基的固结理论进行了分析,研究了加载模式、竖向排水体间距及直径对软土路基固结的影响。结果表明,通过超载预压或者真空堆载联合预压可以较快地使软土固结,有利于减小工后沉降。     

塑料排水板处理软土地基的离心模型试验研究

采用大型土工离心机对某海上机场工程近海软土地基上堤坝施工期及运行期进行了模拟。原型中采用塑料排水板固结法处理软土地基,模型中则根据固结过程相似的原理,换算成等效圆截面排水体,在模型制作中采用等效透水滤芯来模拟。试验中采用停机加载法模拟分级施工加载过程。根据激光位移传感器试验数据可以计算得出相应原型软土地基的沉降特性。利用试验得到的沉降曲线,采用"经验双曲线法"推算出了地基最终沉降,然后得出按沉降推算的分层地基平均固结度随时间的变化。对比沉降推算的运行5 a时软土地基固结度和理论计算结果,二者基本接近,表明文中塑料排水板的模拟方法用于离心模型试验是可行的。通过与理论计算结果比较,表明试验采用的塑料排水板模拟方法是可行的。     

吹填软土植物垫层真空预压现场试验研究

 针对崇明岛吹填软土地基砂源紧缺、人机进场与施工困难、无法满足农业用地需求等状况,提出采用现场芦苇代替砂垫层进行真空预压地基处理试验研究,并与无垫层真空预压进行对比。通过试验研究发现：由于有垫层与无垫层导致真空预压法的加载规律不同,使得地基土的固结特性与效果也不同。无芦苇垫层时真空度经过主管、塑料排水板,短时间内即加载到土体上,地基前期固结速率比较快,但速率降低也很快,地基沉降达到稳定的时间短、所完成的沉降量小;有芦苇垫层时真空度需经过芦苇垫层的扩散缓慢地加载到土体上,负压荷载加到土体上的历时长,地基前期固结速率比较慢,但速率降低也慢,沉降速率在经历约8 d、沉降量在经历约33 d后才与前者相当,但最终所完成的沉降量却比无垫层时高出约10.4%,地基承载力也略高于无垫层情况。研究结果表明,植物垫层真空预压处理吹填软土地基是可行的,且由于其效果好、成本低,值得在类似工程中推广应用。     

真空预压法在市政工程软土地基处理中的应用

结合南京市河西开发区软土地基处理工程实例,对真空预压法在市政工程中软土地基处理的施工工艺和质量控制进行了阐述和分析,指出在真空预压法处理软土地基的施工过程中需特别注意竖向排水体的打设、水平垫层的铺设等关键工艺的操作;在真空预压法的施工过程中,建立科学的监测方法是控制施工质量的有效途径。     

滩涂区域建污水处理厂的软土地基处理

某污水处理厂地处滩涂区域,根据工程现状资料和软土地基处理的常用方法,通过综合分析和计算,确定了该污水处理厂的地基加固方法,即构筑物下采用水泥土搅拌桩复合地基,厂区的其他部分采用塑料排水板堆载预压.该方法既节约了造价,同时又保证了施工的工期,取得了较好的经济效益.     

真空-堆载联合预压法在软基处理中的应用

在软土层较厚时,采用真空预压不需要大量的人工堆载,节省工时,缩短预压时间。真空法所产生的负压使地基土的孔隙水加速排出,地下水位下降,可以增加施工期间的沉降量,减少路堤的工后沉降,能保证公路运营后路基的稳定性。     

分级堆载预压法加固料场软基效果分析

分级堆载预压法加固料场软基是一种有效的地基处理方法 ,为确定各级堆载时间和高度,计算软基强度及固结度,保证料场软基的稳定与堆载的安全,对堆载分期软基场地进行详细的测试试验与监测是必要的。文章结合上海梅山钢铁公司二期料场软基处理工程,对堆载试验区的测试试验与监测成果进行了分析,结果表明,采用砂石桩加砂石垫层作排水路径并结合分级堆载预压法加固料场软弱地基具有良好的效果。     

厦门某滨海大道软基处理实践

采用袋装砂井超载预压法及粉喷桩法加固滨海相淤泥及淤泥质土路基,在采取严格的现场监测控制下取得了良好的加固效果。     

真空预压法中塑料排水板弯曲对固结的影响

 工程实践表明,真空预压法处理超软弱地基时因过大的地基压缩量而使塑料排水板弯曲,导致其纵向通水量减少,进而影响深层土体的加固效果。为降低这种影响,提出二次插板方案,即先对浅层土体进行处理,待其达到一定强度后,再插设较长的塑料排水板对软基进行整体加固。结合浙江省温州丁山垦区围垦造陆的真空预压工程,对不同弯曲率的塑料排水板进行纵向通水量的测试以确定其纵向渗透系数在加固过程中的变化,并基于ADINA有限元软件,开发邓肯–张本构模型,在三维有限元数值模拟中考虑排水板纵向渗透系数的变化和超软弱土中未消散的初始超孔压。分析比较数值计算结果与监测数据,结果表明,二次插板方案所产生的沉降与孔压消散值均比一次插板方案的要大,计算时考虑排水板弯曲对固结的影响比未考虑这种影响的计算值更接近实际值,所得结论可为类似工程的设计和施工提供理论支持。     

基于Usher-Spillman模型的软土地基沉降预测研究

某软土地区采用真空—堆载联合预压法处理路基,为了了解最终沉降量,建立了Usher-Spillman模型,以实际测量数据为基础,对沉降量进行了预测,发现基于模型的推测值与实测值较为接近,说明了使用该模型在该地区对真空—堆载联合预压法加固软土路基进行沉降预测是可行的。     

塑料排水板加固软土地基现场试验研究

厦门石湖山煤码头建造在约20m厚的淤泥上,其驳岸堆筑高度达6m以上,相应荷载约100KPa。设计采用1.2m间距正方形布置的塑料排水板,插深12m,以处理淤泥地基。同时采取分级填筑的方法施工。为保证工程安全,在现场埋设了孔隙水压力计,沉降、测斜等原观仪器进行原位监测.通过监测指导施工进度,取得圆满的结果.此外,还通过实测资料分析,确定了该地区淤泥的固结系数.     

Experimental study on a dredged fill ground improved by a two-stage vacuum preloading method

The vacuum preloading method has been wisely chosen among many ground-improvement methods considering the time limit of many projects and the characteristics of reclaimed soil. However, the loss in vacuum with soil depth, the clogging around prefabricated vertical drains (PVDs), and the deteriorative consolidation of the deep soil layer, among other factors, create a large challenge to vacuum preloading for dredged marine clay fill. Thus, this study proposes a two-stage vacuum preloading method and focuses on its feasibility and effectiveness. Contrasting laboratory tests are performed in two identical experimental tanks with dredged marine clay fill from the Wenzhou land reclamation site in China. In one tank, the one-stage vacuum preloading method is used to serve as a baseline for this study. In the other tank, use of the two-stage vacuum preloading method is proposed for consolidation; it comprises two stages. In the first stage, the dredged marine clay fill is conditioned by vacuum preloading using half of the PVDs, where the dissipation of the excess pore water pressure tends to be steady. In the second stage, vacuum preloading is activated using all the PVDs. The results show that a better consolidation effect is achieved with the proposed method in terms of the settlement, vacuum pressure, pore water pressure, water content, vane shear strength, and soil particle microstructure after soil consolidation.     

浦东机场西货运机坪深层软基处理施工工艺研究

针对浦东机场西货运机坪软弱地基的特点,通过位于机坪中的古河道区域采用的深层软基真空预压处理施工工艺,分析现场采集的监测数据,综合研究真空预压施工过程中真空度的控制、地下水位的变化和孔隙水压力变化对土体的固结效果,形成系统的深层软基真空预压工法,指导西货运机坪地基处理大面积施工。     

排水砂井在某高等级公路软基处理中的应用效果分析

本文全面介绍了华南地区某高等级公路采用排水砂井堆载预压法加固软基的实际效果,现场应力应变测试资料分析表明:施工期至预压期地基平均固结度达80 %强;土体抗剪强度由天然地基的12 2kPa提高到加固后的2 4 0kPa ,加固后的土体强度增长近一倍;预估经加固处理后的路基工后沉降在30cm内,能满足一般高等级公路工后沉降量的要求。本文的监测成果对类似工程具有借鉴意义。     

排水板真空堆载预压法在大厚度软基处理中的应用

真空-堆载预压法在处理大厚度淤泥质软基上的公路差异沉降和稳定性问题中应用广泛,本文从加固机理出发,根据工程现场的监测数据对预压期间各土层的沉降、侧向位移、孔隙水压力进行了分析,认为前期真空预压时沉降主要发生在淤泥层,堆载加压后填土层沉降较大;堆载作用下淤泥层发生蠕变现象,判断其与竖向荷载大小、层间土弹性模量比及软弱层的厚度有关。另外,由于水压消散值的测定受真空和堆载联合作用而随时间变化较复杂,推荐用沉降量推算固结度。