吹填淤泥填海造陆技术在深圳地区的应用

利用海相淤泥吹填造陆已成为深圳地区进行土地开发的重要技术手段。本文从深圳地区海相淤泥的吹填特性、资料储量、环保效益、吹填工艺及吹填淤泥的软基处理技术等几个方面介绍了吹填淤泥填海造陆技术在深圳地区的应用情况。     

无砂垫层真空预压在吹填淤泥软基处理中的效果分析

新吹填淤泥具有超软、超含水率等不利的工程特性,使得其对后期的地基处理提出了很高的要求.结合某新吹填淤泥工程,对取消排水垫层后的浅层地基处理进行了现场试验研究.同时采用数值模拟方法、理论和规范方法对该现场试验后的承载力进行分析和探讨.结果表明,在取消排水垫层后,采用浅层处理方法对新吹填淤泥进行处理,可使处理深度范围内的吹填淤泥强度得到明显增长.     

絮凝-固化联合处理超高含水率吹填淤泥浆的试验研究

采用吹填淤泥作为滩涂围垦填料既能有效解决砂石等理想填料资源的短缺难题,又能避免大量吹填泥弃置所带来的环境负面影响,具有可观经济效益和可持续发展性。但吹填淤泥往往呈流浆或浮泥态,含水率超高,强度低,渗透性差,后续地基处理人员和设备难以直接进场。鉴于此,提出了一种絮凝-固化联合方法处理表层吹淤泥浆形成硬壳层(工作平台)的新思路,并开展室内试验验证了其技术可行性。首先,通过针筒滴定法确定了处理吹填淤泥的絮凝剂(PAM)类型及最佳掺量;然后,通过模型试验模拟了不同配比的絮凝-固化联合处理淤泥浆的絮凝沉积过程,并开展十字板剪切试验测定不同龄期土样的抗剪强度和含水率。结果显示,在同样固化剂掺量情况下,使用絮凝-固化联合处理法代替传统单一水泥固化法,能使试样的不排水抗剪强度至少提高5倍以上,证明了采用絮凝-固化联合方法处理表层吹淤泥浆形成表层工作平台的可行性。     

振动水冲法碎石桩加固软土地基试验和应用及其允许承载力确定的分析

本文介绍了在三个不同地质条件的工地采用振冲碎石桩加固工业厂房地基的情况。三个工地:Ⅰ区全部为高灵敏性淤泥质粘土;Ⅱ区表层为2～3米吹填细砂,中部为3～5米厚淤泥,下部为细砂层;Ⅲ区5米以上为吹填淤泥质粘性土,以下为可塑中密的粘性土层。在三个工地对碎石单桩、群桩(复合地基)做了较系统的室内土工试验和载荷试验等原位测试工作。     

深圳地区吹填淤泥的工程特征

以深圳南油“３１４”吹淤造陆地区为例，系统分析了吹填淤泥土的物质组成，微观结构特征及其物理力学特征，认为吹填泥土属现代人工堆积淤泥质超软土，具有高含水量，高孔隙比，高压缩性，低承载力的物理力学特征，其物质组成及微观结构与海淤泥有很大差别，在进行造陆加固方案设计时，必须考虑其特殊的工程特征。     

南通渔轮厂吹填土的利用

南通渔轮厂厂址选在长江堤外河漫滩地上,占地面积约13公顷,滩地地面标高为2～4.5米微向河床方向倾斜,为潮水淹没。1975年3月围堤,场地拟利用吹填土填高至标高1.0米,填土厚2～4米。吹填以前,勘测、设计人员预见到以长江江底淤泥为吹填土源,如不事先采取措施,改善其性质,今后拟建基础均需深砌3～4米以下老土层內,将对今后基础施工带来困难,并将增大基础造价。考虑该厂厂房建筑以轻型居多,为此便提出了利用吹填     

新近吹填淤泥地基负压传递特性及分布模式研究

为深入了解无砂垫层真空预压技术加固新近吹填淤泥地基过程中的负压传递特性和分布模式,依托珠海港高栏港区某新近吹填淤泥地基处理工程开展了现场试验研究,研究结果表明：（1）土工合成材料水平排水垫层中的负压损失程度较严重,至少为16%;整个排水系统内的负压损失程度也较严重,最严重的高达57%。（2）不同深度处土体中的负压传递特性一定程度上受相应位置处淤泥自重沉积规律的影响,粗颗粒含量高的深度位置,其负压衰减程度相应较低;但总体来讲,负压从竖井向土体传递过程中的损失程度很严重,至少67%,这是新近吹填淤泥地基经无砂垫层真空预压技术加固后土体强度增长有限的主要原因。最后,明确给出了该类地基的负压分布模式：水平排水垫层中的负压可考虑为随时间变化的线性衰减模式,而竖向排水体中的负压可考虑为随时间变化的非线性衰减模式。     

江苏连云港地区吹填土室内沉积试验研究

近年来，随着港口建设的飞速发展，将疏浚出来的淤泥用来填海造陆，已成为沿海城市缓解土地资源紧张的有效途径。由于吹填淤泥性质十分复杂，并且需要很长时间的自然沉积固结，待表面形成硬壳后方可加固处理。因此，对吹填土沉积规律和自重固结机理的研究显得尤为重要。本文以连云港地区吹填土为主要研究对象，通过室内沉积试验，对吹填土在静水条件下的沉积规律及固结特性做了系统分析和研究，并对沉积后的吹填土进行了微观结构定量分析，获得了孔隙直径、丰度、平面形态、定向频率、定向分维数等重要参数，该成果为吹填土地基加固提供了有力的参考依据，对于工程实践具有重要意义。     

吹淤取样扰动的数值分析——层理分析法

航道疏浚淤泥通过吹填成为了目前扩充城市土地的主要手段之一,分析吹填淤泥样品的扰动情况是工程的关键环节。本文基于吹填淤泥颗粒流3D模型,研究了取土器贯入过程对样品结构的扰动特征,提出了通过拟合的旋转抛物面来评价样品结构扰动的微观信息。其中:层理拟合曲面表征样品的表观变形,结构性拟合曲面的系数量化界定样品的微扰动区与破坏区。该模拟试验能够为工程地质的评价提供参考依据,优化取土器的设计参数,减少实际工况中过于保守的设计和施工产生的费用。试验结果表明:土样颗粒整体表现为向上的微隆起且层理呈倒U型分布,不同层理的扰动程度不同,同一层理的不同部位扰动程度也不同;层理的表观变形可用旋转抛物面公式拟合,各层理的特征拐点分布规律亦可用旋转抛物面公式拟合;曲面外的区域为强扰动区,曲面内的区域为微扰动区,这两个区域的体积积分占比可作为样品原状性评价的参考依据。     

快速加固吹填泥浆的试验研究与分析

为了研究利用外掺剂加快吹填泥浆的沉积落淤问题,找到能够使吹填土尽快地从泥浆状态转变为具有一定承载力的地基方法,将吹填泥浆中分别加入水泥、生石灰、水泥和生石灰混合剂,通过沉降柱试验模拟了外掺剂作用下吹填泥浆的落淤、自重固结、预压下强度增长等过程,并从粒度成分、矿物成分、和微观结构方面进行了加固机理的分析,从而在吹填的同时对吹填泥浆进行加固。结合处理前后相关试验结果的对比分析发现,外掺剂能够加速吹填泥浆的落淤、固结及强度增长。     

承接疏浚吹填工程时应注意的事项

阐述了挖泥船在吹填施工过程中,必须注意吹填区的地质条件;吹填工程的规模;吹填区的水文气象条件,排泥场的围堰及排水.这样才能在施工中规避风险,提高工作效率,降低生产成本.     

东太湖堤线调整工程黏性吹填土特征

东太湖堤线调整大堤由黏性土水力吹填形成,填土中含大量鹅卵状土块.本文通过野外勘察、室内试验等方法初步研究分析黏性吹填土形成机理、内部结构特点、力学特性等.研究结果表明:吹填土体性质不均匀,鹅卵状土块土性较好,而重塑淤泥质黏土土性极差.黏性吹填土的渗透系数很小,固结所需时间长.其室内土工试验参数与现场实际不符,其原因是现...     

基于气体运移规律的增压式真空预压法加固机制分析

针对天津地区高含水率的吹填淤泥,进行不同增压深度的室内增压式真空预压模型试验,结合土中气体运移规律,进行增压机制及加固效果影响因素分析。研究结果表明,采用注气增压方法可以有效加固高含水率吹填淤泥,其中排水板中下部注气增压对土体排水量、沉降量、超静孔隙水压力累积消散量以及十字板强度提升有明显促进作用。加固初期,流塑状态的土体中,注入气体易形成气泡并在浮力作用下快速上升运移,带动深部土颗粒向上运动,形成类似搅拌的扰动,使土体均匀加固;随着土体含水率逐渐降低,气体在土体内部赋存形式以具有一定气压的封闭空间为主,使得注气管与排水板之间的压力差增大;加固后期,注入气体发生断裂形式扩张,导致土体形成微劈裂裂缝,加速土中水的排出,提高了加固效果。     

以吹填砂为覆盖层的饱和软粘土地基强夯试验研究

针对某港区工程陆域不同区域的地质条件和工程荷载,进行了不同工艺的强夯试验,对夯坑周围地表变形、土体水平位移以及孔压的增长和消散进行了观测,并对强夯加固效果进行了试验研究。研究表明,采用强夯法加固以吹填砂为覆盖层的饱和软土地基是可行的,有效加固深度可达到6 ~7 m,吹填砂层厚度对有效夯击率和碎石土垫层的作用有显著影响。由于吹填砂层和淤泥质粘土层中的粉细砂薄层有利于孔隙水压力的消散,用强夯法处理该类地基时,如果设计加固深度较小时,可以不设置竖向排水体。通过对试验数据的分析研究,获得强夯法加固该类地基土的最佳强夯参数和施工工艺,并且认为选择强夯施工工艺应考虑吹填砂层厚度。     

滨海大陆架特殊性岩土工程勘察钻探实践

结合青岛万达游艇产业D区在滨海大陆架区域经人工抛石筑坝围堰,吹填淤泥、淤泥质土、砂土后经真空预压地基处理,再进行岩土工程勘察的实例,介绍了勘察钻探施工工艺和采取的相应技术措施。采用回转钻进、泥浆护壁钻进工艺,遇碎石、抛石地层先使用潜孔锤工程钻机和空压机采用跟管跟进、空气压缩锤冲击钻进的方式进行引孔。     

天津围海造陆区吹填土氮磷的分布特征

天津临港经济区地处滨海, 完全是由填海造陆形成的人工陆地。土壤是港口航道清淤淤泥、近海海沙吹填围海造陆后形成的吹填土, 其性质特殊, 研究吹填土壤中氮磷空间分布对了解该区域环境状况有重要意义。研究发现:天津临港吹填土整体含氮量较低, 按土层深度分布, 平均质量分数为161.73~240.09 mg/kg;含磷量相对丰富, 平均质量分数为355.54~443.27 mg/kg;总氮变异系数较大, 总磷变异系数较小, 氮、磷质量分数主要受不同区域吹填土性质影响。吹填土中有机磷质量分数较少, 平均仅占总磷的3.83%, 吹填土中磷大多以无机磷形式存在, 其相对质量分数从大到小为:钙结合磷(Ca-P) >铁结合磷(Fe-P) >铝结合磷(Al-P) >闭蓄态磷(Oc-P) >碎屑磷(De-P) >交换态磷(Ex-P)。研究表明, 临港吹填土氮、磷质量分数水平对近海环境有潜在富营养污染威胁。     

高黏性新近吹填淤泥真空预压试验颗粒流宏微观分析

为了从宏观和微观角度探讨颗粒组成对淤堵层形成机理和加固效果的影响规律,依托天津某新近吹填造陆工程,先进行直排式真空预压法室内模型试验,然后基于颗粒流理论和PFC2D程序,在解决模拟过程中颗粒级配和孔隙比的二维转换、排水边界的等效模拟、真空渗流场的施加等问题后,对模型进行有效的模拟计算,进而将结果推广,开展了不同颗粒组成吹填土真空预压试验的颗粒流模拟,总结了排水速率变化及颗粒运移规律。结果表明:对吹填土真空预压过程进行二维颗粒流数值模拟是有效可行的;真空预压过程中细颗粒沿渗透路径迁移,在沿途滞留,导致渗透路径变短变窄,从而形成淤堵层;对于高黏性新近吹填淤泥,在相同真空荷载作用下,黏粒质量分数越大,初期排水速率增长越快,并且随着土体不均匀系数的提高,淤堵层变得易于形成且致密,排水速率衰减越快;粉粒质量分数越大,土体孔隙率变化越均匀,尤其当粉粒质量分数大于黏粒质量分数时,真空预压加固效果有明显改善。     

基于振动碾压下沉量对比的一种珊瑚砂次压缩系数推测方法

工程中对于工后沉降的预测有重要的实际意义,而次压缩系数是工后沉降预测的关键参数。对于吹填珊瑚砂采取原状土样进行室内试验确定其次压缩系数是一个难题。提出了基于振动碾压下沉量对比反演推测珊瑚砂次压缩系数方法并给出了计算实例,该法通过查询老吹填场地的历史吹填时间,对比振动碾压地基处理试验过程中新吹填试验区和老吹填试验区的地表沉降量,对珊瑚砂次压缩系数进行反演推测。同时对影响反演推测结果的因素进行了分析。     

水力吹填地基的水平排水板振动碾压处理法

对水力吹填地基，本文提出了在吹填过程中分层铺设水平向排水板并振动碾压的处理方法和应用实例，处理后的标准贯入试验显示吹填细砂的标贯击数提高到不处理时的3－4倍，标准贯入，静力触探和荷载板试验表明，处理后的吹填细砂达到了电厂地坪要求的承载力，沉降和不液化目标，取得了显著的经济和社会效益。     

堆场疏浚淤泥含水率分布规律调查研究

堆场淤泥的沉积、固结过程直接影响到后续淤泥的处理方法和经济成本。通过在南水北调东线白马湖现场使用绞吸式挖泥船疏挖白马湖底泥,吹淤进入堆场,研究了堆场内淤泥含水率随时间、沿程和堆场深度上的变化规律。结果表明,堆场内疏浚淤泥含水率随时间逐渐降低,随沿程逐渐升高,130 d后吹淤口处含水率降低到20%～50%之间;160 d后,距离吹淤口100 m距离吹淤口200 m处和处含水率维持在100%～150%和100%～170%之间;随深度逐渐降低,到40 cm深时,含水率降低减缓,维持在140%左右;疏浚泥中黏粒含量随着距离吹淤口距离的增大而增多,随着深度的加深而减小,疏浚泥的渗透系数随着距离吹淤口距离的增大而减小,随深度的加深而增大。