Цель мягкой грунтовой обработки – ясное объяснение на основе практической инженерии

В проектах, реализуемых компанией SUNZO, таких как порты, складские центры, индустриальные парки, научно-исследовательские парки и проекты по рекультивации земель, мягкие грунты являются одним из самых распространённых источников инженерных рисков. Мягкие грунты характеризуются высоким естественным содержанием воды, низкой прочностью и высокой сжимаемостью. Если здания, дороги, склады или складские площадки строить непосредственно на таких грунтах, на поздних этапах с высокой вероятностью возникнут проблемы, такие как осадка, трещины или повреждение конструкций, что повлияет на нормальную эксплуатацию проекта.

Поэтому основная цель укрепления мягких грунтов может быть сформулирована одной фразой: сделать подземный грунт более стабильным и надёжным, способным безопасно выдерживать долгосрочные эксплуатационные нагрузки проекта. В сочетании с реальной инженерной практикой компании SUNZO, “цели” укрепления основания разбиты на семь ключевых пунктов ниже, чтобы чётко представить основную ценность обработки мягких грунтов.

Благодаря профессиональной обработке мягких грунтов, основная консолидация почвы может быть завершена в течение нескольких месяцев, что позволяет основанию как можно скорее перейти к последующим этапам строительства и гарантирует ввод проекта в эксплуатацию в срок. Распространённые методы консолидации, применяемые компанией SUNZO (подтверждено на практике):

1. Повышение несущей способности – обеспечение возможности основания выдерживать реальные нагрузки

Естественная несущая способность большинства мягких грунтов составляет всего 20–60 кПа, в то время как обычные склады, заводы и дороги требуют 80–200 кПа, а тяжёлые складские площадки и фундаменты для тяжёлого оборудования – более 200–300 кПа. Основная цель обработки мягких грунтов – решить проблему недостаточной несущей способности основания:

Увеличить несущую способность основания для соответствия требованиям инженерного проектирования и удовлетворения нагрузок в различных сценариях;
Предотвратить просадку, деформацию или повреждение строительных конструкций, полов и дорог;
Обеспечить долгосрочную стабильность полов, дорог и фундаментов оборудования, гарантируя нормальную работу проекта.

Распространённые методы повышения несущей способности, применяемые компанией SUNZO на практике (подтверждено на нескольких объектах):

ПВД + вакуумное предварительное нагружение: эффективно повышает общую прочность глубоких слоёв грунта за счёт отрицательного давления, подходит для обработки больших площадей мягких грунтов с коротким сроком строительства;
ПВД + предварительное нагружение: ускоряет консолидацию грунта за счёт внешних нагрузок и повышает несущую способность основания;
ПВД + комбинированное вакуумно-нагрузочное предварительное нагружение: объединяет преимущества вакуумного и нагрузочного предварительного нагружения для дальнейшего увеличения несущей способности;
Сваи CFG / сваи с цементным смешиванием: целенаправленно используются в зонах, требующих повышенной локальной несущей способности, таких как фундаменты оборудования, тяжёлые складские площадки и дороги;
Динамическое уплотнение: высокоэффективно для песчаных, глинистых и лёссовых оснований, повышает общую несущую способность.

2. Контроль осадки – обеспечить “стабильную” осадку мягких грунтов, а не “неравномерную или неустойчивую”

Мягкие грунты неизбежно дают осадку под нагрузкой. Без профессиональной обработки легко возникают следующие проблемы: неравномерная осадка (большая осадка с одной стороны и меньшая с другой), трещины в полах заводов или складов, колеи на дорогах и наклон складских площадок, что влияет на эксплуатацию.

Вторая основная цель обработки мягких грунтов – сделать осадку более контролируемой и равномерной:

Снизить осадку до допустимого диапазона инженерного проектирования;
Обеспечить равномерную осадку для предотвращения повреждения конструкции, вызванного неравномерной осадкой;
Сократить цикл осадки, завершив основную консолидацию за 3–8 месяцев вместо ожидания в течение нескольких лет.

Наиболее часто используемые методы контроля осадки компанией SUNZO в портах и складских проектах:

Дренажные плиты ПВД: сокращают путь дренажа грунта, ускоряют удаление поровой воды, обычно используются в сочетании с вакуумным или нагрузочным предварительным уплотнением;
Вакуумное предварительное уплотнение: консолидация глубоких мягких грунтов с помощью отрицательного давления для эффективного контроля долгосрочной осадки;
Вакуумная система разделения воды и газа: повышает эффективность, увеличивает эффективность вакуумирования, поддерживает стабильную передачу вакуума и оптимизирует результаты контроля осадки; полностью заменяет оригинальные струйные насосы;
Нагрузочное предварительное уплотнение (водонагрузочное предварительное уплотнение) (положительное давление): адаптируется к различным условиям и ускоряет консолидацию мягких грунтов;
Комбинированное вакуумно-нагрузочное предварительное уплотнение: объединяет преимущества вакуумного и нагрузочного предварительного уплотнения для достижения лучших результатов.

3. Повышение устойчивости – предотвращение сдвига основания или слабых мест во время эксплуатации

Помимо несущей способности и осадки, “общая устойчивость” оснований из мягких грунтов также является ключевым инженерным вопросом, особенно в таких условиях, как портовые складские площадки, зоны интенсивной эксплуатации транспорта и прибрежные намывные территории, где легко возникают риски сдвига основания и бокового выдавливания грунта.

Третья цель обработки мягких грунтов — повышение общей устойчивости основания:

Увеличить прочность на сдвиг грунта и повысить противоскользящую способность основания;
Устранить слабые прослойки для предотвращения потенциальных локальных нестабильностей;
Повысить жесткость основания и снизить деформации в процессе эксплуатации;
Обеспечить долгосрочную устойчивость последующих конструктивных слоев или полов и снизить риски для безопасности.

Распространённые методы повышения устойчивости, применяемые компанией SUNZO на основе инженерного опыта:

Цементные сваи: эффективно повышают прочность грунта и устраняют локальные слабые зоны;
Сваи CFG: формируют составной несущий слой и увеличивают общую жесткость основания;
Динамическое уплотнение: подходит для песчаных грунтов и участков с обратной засыпкой; использовать с осторожностью на насыщенных мягких глинах, чтобы не нарушить структуру грунта.

4. Ускорение консолидации – сокращение многолетнего процесса консолидации до нескольких месяцев

Естественный цикл осадки многих мягких грунтов может составлять от 5 до 20 лет, в то время как строительные работы имеют четкие сроки и не могут ждать так долго. Поэтому ускорение консолидации мягких грунтов и сокращение сроков строительства также является важной целью укрепления слабых оснований.

Дренажные плиты ПВД: сокращают путь дренажа и ускоряют удаление поровой воды; обычно используются в сочетании с вакуумным или нагрузочным предварительным уплотнением;
Вакуумное предварительное уплотнение: использование отрицательного давления для ускорения консолидации глубоких мягких грунтов и сокращения цикла консолидации;
Нагрузочное предварительное уплотнение: создание внешней нагрузки (положительного давления) для ускорения консолидации грунта;
Водонагрузочное предварительное уплотнение: подходит для котлованов или водоёмов с большей адаптивностью;
Комбинированное вакуумно-нагрузочное предварительное уплотнение: объединяет преимущества вакуумного и нагрузочного предварительного уплотнения для достижения лучших результатов.

5. Снижение долгосрочных эксплуатационных расходов – более “беззаботная” эксплуатация объекта”

Плохо обработанные основания приводят к ряду трудноустранимых проблем в процессе эксплуатации: повторяющиеся трещины на полу, частые ремонты дорог, повторное выравнивание складских площадок, нестабильные фундаменты оборудования на заводах, невозможность нормальной работы складских AGV и погрузчиков. Эти проблемы не только снижают производительность, но и приводят к высоким затратам на обслуживание.

Таким образом, задачи укрепления слабых оснований также включают:

Обеспечение стабильности объекта на протяжении многих лет эксплуатации и снижение количества отказов в работе;
Существенное снижение эксплуатационных расходов и повышение экономической эффективности проекта;
Исключение сбоев в производстве или логистике из-за проблем с основанием и обеспечение нормальной работы объекта.

Этот пункт особенно важен для объектов с высокой интенсивностью эксплуатации, таких как портовые складские площадки, логистические центры и индустриальные парки.

6. Соответствие специальным инженерным требованиям – разные сценарии имеют разные приоритеты

Различные инженерные сценарии предъявляют разные требования к эксплуатации, поэтому приоритеты укрепления слабых оснований также различаются. Основываясь на многолетнем инженерном опыте, SUNZO разрабатывает решения с учетом особенностей каждого случая:

Портовые складские площадки: акцент на равномерности осадки и несущей способности для обеспечения складирования грузов и проезда техники;
Складские платформы: акцент на стабильности пола и контроле дифференциальной осадки для предотвращения сбоев в складских операциях;
Интеллектуальные склады с AGV: акцент на ровности пола и отсутствии значительной повторной осадки в долгосрочной перспективе для обеспечения бесперебойной работы AGV-оборудования;
Научно-исследовательские парки и кампусы: акцент на контроле структурных деформаций для обеспечения безопасности зданий и комфорта пользователей;
Рекультивированные земли: акцент на уплотнении глубоких мягких грунтов для устранения скрытых опасностей фундамента и создания прочной основы для последующего строительства.

Эти требования различных сценариев определяют сочетание технологий обработки мягких грунтов. SUNZO может предоставить индивидуальные решения в зависимости от конкретных условий проекта.

7. Резюме: Основная цель обработки мягких грунтов

Самое простое и достоверное резюме: цель обработки мягких грунтов — создать основание, способное выдерживать нагрузки, равномерно оседать и оставаться стабильным.

Все методы обработки мягких грунтов в инженерной отрасли — вакуумное предварительное нагружение, предварительное нагружение дополнительным грузом, предварительное нагружение водой, комбинированное вакуумно-дополнительное предварительное нагружение, смешанные сваи, сваи CFG, динамическое уплотнение — в конечном итоге направлены на достижение трех целей:

Достаточная несущая способность для удовлетворения требований по нагрузке;
Стабильная осадка в пределах допустимых норм и равномерная;
Долговременная безопасность для обеспечения стабильной работы проекта со временем.

Независимо от масштаба проекта, проблемы с мягкими грунтами необходимо решать до начала строительства, а не устранять после завершения здания. Если вашему проекту требуется обработка мягких грунтов, свяжитесь с SUNZO. Мы предоставим индивидуальные решения, адаптированные к вашему проекту, и поможем обеспечить безопасное и эффективное продвижение работ.