安全台建设吹填体积一般都相当大,如果采用胶结法,需要注入大量的水泥、水泥砂浆或固化剂,将大大增加固结处理的成本。对安全台建设项目,这在经济上是难以承受的。因此,安全台建设中,采用胶结法也是不可取的。
安全台的固结问题,本质上是安全台的排水(孔隙水消散过程)问题,即:使吹填土体中的孔隙水排出(消散),有效应力增加,土体孔隙体积减小,密实度加大,土体强度和承载力提高。因此,排水固结法最适合于吹填安全台的固结处理。
安全台排水固结措施选择排水固结法是处理软粘土、淤泥质土地基的一种行之有效的方法,它是先在天然地基中设置水平向或竖向排水体,然后利用建筑物自重分级逐渐加载,或在建筑物建造前在场地预压加载,使土体中的孔隙水排出固结,沉降逐渐完成,同时强度逐步提高的地基处理方法。排水固结法目前主要包括预压排水固结法、动力排水固结法、排水井排水固结法、排水管排水固结法和土工合成材料排水固结法等。
预压排水固结法预压排水固结法是在建筑物未建造前,在建筑场地预先对软土地基施加荷载,使地基达到预期固结,使地基在正式运行过程中沉降和强度都能满足要求。其主要任务是消除地基的部分沉降变形,缩短地基的固结时间,提高地基的强度和稳定性。
预压排水固结法分为堆载预压排水固结法、真空预压排水固结法和真空堆载联合预压排水固结法。预压排水固结法需要具备两个前提:一是地基本身已经具有一定的承载力,二是当地有足够的土石料或砂石料。吹填安全台在没有任何固结措施时,需要相当长的时间才能具有一定的承载能力,建设周期长;洞庭湖区安全台附近普遍缺乏土石料或砂石料,如果外运,势必增加成本,这在经济上不是合理的。因此预压排水固结法不适用于安全台工程。
动力排水固结法动力排水固结法是在软粘土地基中设置竖向排水体(砂井、袋装砂井、塑料排水带等),面铺设砂垫层,利用夯锤给地基土施加冲击荷载,在土体中形成超静孔隙水压力,并使水沿着设置在土体中的排水通道排出,引起土体快速固结从而达到地基加固目的的一种排水固结方法。动力排水固结法是由传统强夯法发展而来的,本质仍属于“强夯法”的范畴,它是强夯法在改善土的排水条件下面向饱和细粒土的一种应用范围的拓展。动力排水固结法吸收了动力固结和静力固结地基处理方法的优点,是一种动静相结合,而以动荷载为主的先进工艺。目前动力排水固结法理论滞后于实践的问题十分突出,大多以经验性设计为主,地基处理失败或浪费严重等现象难以避免。