11.岩土工程施工相对于结构来说是比较粗的,线形工程施工质量很难保证帷幕不漏水,而且在高路堤作用下下部帷幕还承受比较大的附加应力,可想而知要保证正常使用状态是比较难的,要么就加大止水力度(采用连续墙)。即使止水效果好,你能保证路堤沉降是均匀的吗?正如你说描述的,地基沉降可能延缓,但是能保证路面沉降延缓是一致协调的吗?这只是我的一些想法,交流学习才能提高!
b{BaQ>.(` gGmxx,i 答:地基延缓固结处理法的竖向防渗帷幕可以分为刚性(半刚性)和柔性两种。对于刚性竖向防渗帷幕,由于其要抵抗地基中的剪切变形,其强度必须要满足在内外不平衡的土压力作用下不开裂的要求;对于柔性竖向防渗帷幕,由于其能够适应地基的剪切变形,只要柔性竖向防渗帷幕的延展性符合要求,则可以保证不会发生渗漏。
iOll WkF 在克服路基这类线条状的工程的不均匀沉降的问题上,本方法基于的原理与传统方法并无二致,不是直接去控制不均匀沉降,而是通过控制每段路基的工后沉降量来达到控制不均匀沉降的目的。也就是说,只要将每段路基的工后沉降控制在要求的范围之内,不均匀沉降也就可以得到控制了,毕竟,地质条件和工程参数都是渐变的。实际上,在制定工后沉降控制标准时就已经考虑到不均匀沉降的问题了,这二者已经统一起来考虑了。关于这个问题大家可以参考一下《沪宁高速公路建设及(南京段)扩建工程中的软土地基处理》一文,文中提到“控制工后沉降的根本目的是使道路纵坡和横坡不致因沉降差而造成路面结构的损坏以及高速行驶中的车辆平稳和舒适”,实际上这里表达的意思和我上面说的是一样的。
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sLc&2F 本方法和传统方法的区别在于传统方法是通过桩长等参数来控制沉降,而本方法是是通过帷幕深度等参数来控制沉降。
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<Pio Q>~ 12.采用此技术处理的地基土中存在很高的孔隙水压力,超高的孔隙水压力将寻求地方释放,如此大范围的防渗帷幕内必定会有薄弱点,到时绢绢细流将可能演变为溃堤的缺口,此时将会引起较大的沉降。
*qG$19b 还有一个问题,按你的设计,对下卧隔水层的参透系数有什么样的要求?隔水层不可能是一个平面,并且会有较大的不均性,设计施工过程中该如何控制呢?
\dTQQ WO@H* 答:这项技术的名称之所以定为延缓固结处理法,就是考虑到处理后的地基系统仍然会有少量渗流作用存在,这些渗流作用主要来自两个方面,一方面是通过处理范围内下卧层的渗流,这是主要部分,也是无法避免的。另一可能的方面,是通过竖向防渗帷幕的施工瑕疵产生的渗流,应该说这一部分是不一定存在的。因为竖向防渗帷幕的防渗性能对于本方法的重要性,在设计时就已经预留了足够的安全系数,即竖向防渗帷幕的材料性能及厚度都应该能够在一定的可靠度上保证防渗的要求,而且越往浅层超孔隙水压力大的地方,竖向防渗帷幕的厚度应该越大。同时,施工质量的控制及检测都应该加大力度,尽可能防患于未然,及早发现问题,及早采取补救措施。退一万步说,假设真的在工程运营期间发现竖向防渗帷幕存在渗漏,这就要根据实际情况来采取相应的措施。当渗漏很微弱时,加上处理范围内下卧层的渗流一起引起的沉降速率在允许范围之内,则不影响工程的使用,不必采取什么措施。但是当渗漏引起的沉降及孔压消散速率超标时,则必须马上采取补救措施,否则工程将无法正常运营。
?ql2wWsQO 至于渗流破坏的问题,我认为是不会发生的。根据本技术的地基结构特征,在这里如果要发生渗流破坏也只能发生管涌破坏,而管涌破坏的发生一般都要在渗流作用下持续较长时间,在地基渗流路路径中的细颗粒逐渐被淘空后才能发生。首先,地基中会埋设孔压、沉降仪等监测设备随时监控工程的运营状态,在很短的时间内就会发现问题,并采取相应措施,不会给渗流破坏以形成的时间。其次,这里发生的渗流作用是非稳定渗流,其渗流量不大,渗流压力和渗硫量都是逐渐减小的,即便不采取任何措施也不会真正引起渗流破坏。为什么水利工程上的渗流破坏很重要呢?因为其首先是压力巨大,一般水库蓄水都达到几十米甚至上百米深;其次,如果不考虑库水位的波动的影响,水利上的渗流基本上是稳定渗流,水库会源源不断地补充水源,渗流的过程是大小不变,时间上持续不断的。这与照明用电电压只有220伏,却可以电死人,而静电(如冬天脱毛衣时产生的静电),电压高达几十万伏特,却只能让人哆嗦一下,而不会伤害人的身体的道理是一样的。
|YRY!V_w 对于一个具体的工点,地层的渗透性我们是无法改变的,我们很难期望在合适的深度正好出现一个不透水层(隔水层),更一般的情况是在竖向防渗帷幕下端的下卧层的土性与其上下附近的地层的土性没有明显区别,技术人员所要做的工作是依据工后沉降的大小、时间等要求,结合具体的地质条件,确定出竖向防渗帷幕的深度。需要强调的是竖向防渗帷幕深度的确定,不仅仅取决于下卧层的渗透系数,在整个荷载影响深度范围内的所有地层都需要被考虑在内。
_W |R;Cz] 7 W{~f?Sh /1[gn8V691 13.业内有人觉得土木工程领域的专利方法很多都难以付诸实施,最终不得不放弃,所以一般没有什么实用价值。地基延缓固结处理法是否也存在这个问题?
8)Zk24:])_ AFm,CINa 答:土木工程具有其特殊性的一面,各类方法实施起来都有一定的难度,有许多的专利方法被弃置不用也是事实。但是我们需要分析清楚其中的原因。
|Ytg 首先,一项专利技术是否能够得到推广应用最关键是专利方法本身是否具有实现的可能,其可操作性是否很强。现行的专利体系保护的是一种技术方案(尤其是发明专利)并不注意技术细节。专利审查过程中只是考察其理论上的正确性,至于技术细节的实施难度则不在其审查范围之内。有些专利技术理论方案虽然没有问题,但是其实施方式却过于虚无缥缈,在短时期内根本无法解决其实施问题,这样的专利注定是没有发展前途的。其实不仅是土木工程领域,其他领域的专利亦是如此。
-E]Sk&4Gj 其次,土木工程因为牵涉的因素众多、经费庞大、周期较长,因而土木工程领域的专利技术实施难度确实较大。土木工程中的很多专利,方案本身是很好的,但是由于经费不足、设备能力限制、业内人士的理解认同不够、专利人的推广力度太小,甚至国家政策的导向不利等诸多原因都会导致专利实施过程中的障碍。
"<x&pQZ% 岩土工程领域的专利技术有失败的例子,但也不乏成功的案例。远的咱们不说了,就看眼前的例子。上海港湾软地基处理工程有限公司(公司的网址是
http://www.hvdm.cn/,有兴趣者可以浏览一下)是一家新成立不久的公司,自2000年成立至今不过短短6年的时间,去年的生产总值已经达到数亿元,可公司才不过区区100来人!目前该公司已经在国内小有名气,国内多家有影响力的媒体争相报道,并且开始走向国际化发展的道路,发展成国际化的大企业也是指日可待的事情。该公司有这么快、这么好的发展,其仰仗的就是一项核心专利技术——快速“高真空击密法”。所以一项专利成功与否,关键看专利技术本身是否具有可操作性,是否有好的实施环境,还有是否得到了有力的推动。成功的例子还有南京慷凡科技有限公司(
http://www.kf2004.com)等等。
8?1o<8hV 地基延缓固结处理法理论的正确性是显然的,没有人持怀疑态度。其可操作性也是很强的,因为本方法的实施难点就在于竖向防渗帷幕的施工,但在土基中建造竖向防渗帷幕已经不是什么新技术,在水利工程坝基防渗中应用已经有几十年的历史了,在工民建的基坑止水中也有成熟应用,这些方法完全可以借鉴过来。而且开发一些类似铺设防水复合土工膜的新的竖向防渗帷幕建造技术也不是不可能的事。而且目前正面临千载难逢的好机会——当前土木行业,尤其在中国,发展得正是如火如荼,有着很好的大环境,经费、设备等问题都比较好解决,地基延缓固结处理法的发展还是充满希望的!
LEK/mCL r4?b0&Xq Px#$uU 14.你能总结一下地基延缓固结处理法的特别之处或者说其最为显著的特点是什么吗?这个方法对于地基基础领域,乃至土力学领域在理论上有什么贡献吗?
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,gmH2. 答:本人提出的专利技术“地基延缓固结处理法”是本人创造精神的最佳体现。本法灵活地运用了有效应力原理,将地基承担的附加应力转移给孔隙压力来承担,虽然总应力增长了,但有效应应力却没有增加,从而不会导致新的地基变形产生。这种地基处理方法不是通过给地基增加一些外来刚度去抵抗变形,而是借用的地基自身的力量来减少变形,可谓有“四两拨千斤”之妙。相信多人都看过金庸先生的武侠小说,《倚天屠龙记》中的主人公张无忌在经历了一系列磨难之后终于练成了一本独门秘笈上的武功,叫乾坤大挪移。练成此功以后与对方交手,则不论对方武功如何高强,攻击的力道如何的雷霆万钧,均无法伤害本人,因为所有的劲力都会被“挪移”出去了,甚而至于这转移出去的力量都会悉数打在发力者身上,让攻击者“很受伤”。可以说地基延缓固结处理法的工作原理有一点类似此门武功绝技,不论上部荷载有多大,都被如数转移到孔隙压力上,并且作用在基底将上部结构托住了。
]`d2_mu 要说理论贡献倒不敢妄自吹嘘。地基延缓固结处理法主要是灵活地运用了土力学中最为基本的有效应力原理,让人们更加清晰、深刻地理解了这一原理描述的自然规律。地基延缓固结处理法也打破了现有方法中仅从给地基增加强度、刚度,想方设法让沉降提前完成这个角度考虑问题的限制,拓展了视野,拓宽了思路,与现有方法反其道而行之,却有异曲同工之妙!而且,这种不要什么情况下都要“死抗硬顶”的灵活的策略,似乎对我们在社会上为人处事也有所启发。莫不成从地基处理方法里面也能悟出点什么人生哲理来么?!呵呵!Maybe!
TP{Gt.e -w ~(3( 15.你说地基延缓固结处理法如何如何能够节约造价,但是我还是没有一个清晰的量化概念。做工程的要求很严谨,而且很注重实际。能否通过一个工程实例来进行一下地基延缓固结处理法和传统方法之间的工程经济比较?
rrcwtLNbu Yx),6C3 答:好的。我正在收集这方面的资料,着手做一个例子,进行一下各种方法之间的经济、技术比较。
74_xR #k9< ^dfx~C 16.你对于地基延缓固结处理法的发展和推广有什么打算?你能预测一下地基延缓固结处理法的经济效益和发展前景吗?
[O_^MA,z w;+ br 答:地基延缓固结处理法是一项全新、优秀的地基处理专利技术,我希望她能够早日发挥作用,为中国乃至全人类社会做出更大的贡献。
U(~U!O} 要想从深层的机理方面去阐释清楚这项技术不是一件容易的事情——包括现在在岩土工程领域广泛应用的复合地基、桩基础等技术,其工作机理仍不是十分清楚——实践超前理论是岩土工程学科的特色,但这并不妨碍地基延缓固结处理法在工程中的使用。正确的研究方法应该是一面着重结合工程实践,进行直接为生产服务的应用研究,一面力求在探索方法的工作机理方面有所突破,此二者也是相辅相成,相互促进的。
Qci$YTwl> 这项技术实施的难点在于竖向防渗帷幕的施工,如果能够确保质量地建成竖向防渗帷幕,那么这项技术必定是成功的。对于防渗帷幕的修建,在水利工程和工民建基坑工程上早已是非常成熟的技术。而且,本人现在已经设计出一套可行的铺设防水复合土工膜建竖向防渗帷幕的施工方法。由于土工合成材料的价格相对其它建筑材料来说是很低廉的,所以其综合造价肯定会占绝对优势,而防水复合土工膜由于是在工厂里生产,而不是在现场制作的,可以实现有效的质量控制,竖向防渗帷幕的防渗效果更加有保障。所以如果得到有力的推动,一定可以让这项技术在短期内走向实用。
.=XD)>$ 本方法使用的施工技术可以采用目前工程中常见、成熟的方法,可行性非常高,其技术、经济、社会效益将会是非常显著的。我希望能够与贵方共同把这项极具发展潜力的技术开发、推广开来。本人目前正在与多家单位商谈合作的事宜,也欢迎其他任何有兴趣的单位和个人积极和本人商谈合作事宜。至于合作的具体形式可以是双方都可以接受的任何方式。欢迎联系以商讨合作的具体问题。
hiwIWd:H 本人目前正在天津大学土木工程系攻读岩土工程专业的博士学位,也准备就此项技术展开一些理论研究。如果贵方愿意与本人就此项技术开展合作研究,可以在理论研究的同时进行一些室内试验工作,待有初步的成果之后再进行现场原型试验,并进一步结合工程实施,则可以成功将此项技术推向实际使用。
{zP#woz2Q 地基延缓固结处理法目前来说最适宜于在路基工程上使用。目前中国的铁路、公路建设如火如荼,市场是非常庞大的。按照铁路客运专线路基工程松软土地基采用刚性桩方法处理估算费用3000万元/公里,本方法的造价粗略地估计可以实现刚性桩方法的一半以下。如果按一公里节约造价1500万,10公里就是1.5个亿,想一想中国目前每年要假设多少公里的铁路、公路?粗略地往少里算,就算一年1000公里,就算其中1/10是路基,那就是100公里路基,是节约了150个亿!而且,别忘了以上的估算各个环节都是很保守的,如果计算上其它类型的工程,再如果打入一些国际市场,那么这个方法一年潜在能够创造的产值就是数以千亿计!当然潜在产值能够在多大的程度上变成现实的产值是要看合作单位对市场有多大的把握能力了,并不仅仅取决于本方法的技术上的先进性。
sa9fK Z'q 这项技术的发展前景可以说无可限量!要预测地基延缓固结处理法的发展,大家看看上海港湾软地基处理工程有限公司的发展历程就可以了。一项好的新技术对于一个企业发展的作用是难以估量的,对于行业的影响也是很大的。我的地基延缓固结处理法诞生的时间比上海港湾软地基处理工程有限公司的快速“高真空击密法”晚3年,前两年由于本人工作太过繁忙,没有时间来宣传和推广这项优秀的技术,以至于“养在深闺人不识”。现在我要向行业的各位领导、专家和广大同仁们大力推荐此项目,让其迅速在各项工程中应用起来。所以,我说地基延缓固结处理法在地基处理行业内熠熠生辉的日子马上也会到来的!
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sAb xnbsg!`;7W 17.请问有没有地基延缓固结处理法成功应用的工程实例?你目前正在做的工作是什么?
9U^$.Lb xGRT"U( 答:目前还没有关于地基延缓固结处理法的工程实例。
VNj@5s 我目前正在做的工作就是一方面结合室内模型试验做一些机理研究和初步的应用研究,另一方面正在积极寻求合作方做一些原型试验研究,使地基延缓固结处理法具备相关的勘察、设计、施工等一整套的理论和方法,从而走向大面积的推广应用。
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rN"Xz 18.你的这项技术有很好的经济价值,但是你的专利权又如何来保障呢?尤其地基处理是处理地下的东西,就算你知道了消息,难道你还能挖开地下来看吗?
J &{xP8uq_ Pz@/|&] 答:这个方法是具有较高的技术含量的,不是说你知道原理就能直接拿来用的,除非经过专门的一系列研究,掌握了相关的计算方法和参数,而且经过实际工程的应用检验,否则业主和设计部门是根本不敢采用的。未经专利权人的许可去研究和应用专利技术,冒的风险是相当大的。偷偷使用专利技术,一旦被发现,将会受到法律的严厉惩罚!在全球经济一体化的大环境下,我国的知识产权保护状况正在发生根本的好转,相关的立法工作已经加速了。最近国家出台的新的法律规定,对侵犯知识产权的行为,侵权者受到的处罚将使之丧失再发生侵权行为的能力,这几乎是要让企业走到濒临破产的地步。这样一来侵权者花费很大的代价来偷偷使用这个方法的风险是不是有点太大了呢?
ErDL^M-` 要研究开发一项新的技术不是一件简单的事,不是有一定实力的单位是根本不可能实现的。而正规、有实力的单位难道会轻易花很大的代价去干一件非法的事么?虽然说处理完的地基从地面确实无法看出来,但是施工过程却是无法隐藏的,而且施工也不是一两天就能够完成的。世界上没有不透风的墙,总会有消息走漏的时候,设计、施工图纸等资料是作为永久的档案保存的,就算不挖开地下也是有据可查的。所以相信不会有企业会冒这么大的风险做出错误的事来。与其挖空心思,冒很大风险来冒用,还不如走正当途径,经过合法的途径光明正大地来合作开发、使用这项技术,那样才是一个有健康发展愿望的企业正确的做法。
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19.你的介绍中提到“由于土是一个由土颗粒、孔隙水和孔隙气这三种分别处于固态、液态和气态的物质组成的三相混合系统。对于通常处于饱和状态的软弱地基来说,其只是由土颗粒和孔隙水组成的固、液二相系统。”从这里看你的专利是不是只适合处于饱和状态的软弱地基呢?
h$ Da&$uyI :6lwO%=F 答:我拿饱和状态的软弱地基来说,只是为了叙述上的方便。但是我的专利不只适合处于饱和状态的软弱地基,也完全可以适用于非饱和地基。因为虽然非饱和土中的气体可以压缩,但是这个压缩过程是瞬时完成的,也就是说在施工期间就完成了,并不会造成新的工后沉降。
#*2Rp8n TsHF
tj9S 20.你的方法是一个很大胆的想法。但是不知道工程造价及实用性如何。而且该项处理方法的验证也很困难啊。采用此法处理完后,要等多少年(最少也得需要与结构设计年限差不多的时间)才能够验证其处理效果达到要求。
OJ/SYZ.r %LQ/q3?_ 答:我的专利方法的工程造价基本可以达到搅拌桩方法的一半以下,而且施工方法有目前成熟的工法(如坝基防渗、基坑止水等)可以使用,实用性很强的。
%8w9E= 至于该项处理方法的效果验证并不困难的,可以根据沉降观测的结果利用双曲线、指数函数等方法预测以后的沉降发展的。只要有半年以上的沉降观测资料,就可以比较准确的预测以后任意时间的沉降,关于这方面的论文等资料很多的,随便上网查查就知道了。
q8sbn 谢谢您的关注和意见!
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