真空堆載聯(lián)合預(yù)壓軟基加固技術(shù)的應(yīng)用

1、真空堆載聯(lián)合預(yù)壓軟基加固技術(shù)的應(yīng)用摘 要：真空堆載聯(lián)合預(yù)壓軟基加固技術(shù)作為軟土路基處理的一種新技術(shù)具有加固效果好、施工工期短、經(jīng)濟(jì)效益明顯等優(yōu)點(diǎn)。本文結(jié)合金麗溫高速公路真空預(yù)壓加固軟土路基工程實(shí)例，從施工方法、加固原理等方面對真空-堆載聯(lián)合預(yù)壓軟土路基加固技術(shù)進(jìn)行一個簡單的介紹。關(guān)鍵詞：道路工程；真空預(yù)壓；堆載預(yù)壓；軟基加固50 前 言我國東部沿海地區(qū)大部分為淤泥質(zhì)海岸，土層多為淤泥、淤泥質(zhì)粘土、淤泥質(zhì)亞粘土及淤泥混砂層，屬于飽和的正常壓密軟粘土。這類土具有含水量高、壓縮性大、滲透性差、靈敏度高、強(qiáng)度低和厚度不均等特點(diǎn)，在這種路基上修建高等級公路，需要對軟土路基進(jìn)行一定的處理措施。真空堆載聯(lián)合

2、預(yù)壓法正是近年來發(fā)展起來的高速公路軟土地基加固新技術(shù)。1 真空預(yù)壓聯(lián)合堆載預(yù)壓的加固機(jī)理真空預(yù)壓是使加固區(qū)域內(nèi)的土體造成負(fù)壓，使邊界的孔壓降低，土體中的原來孔壓便與這些邊界的孔壓形成一定的壓力差并且發(fā)生不穩(wěn)定滲流，隨著時間的增長，土體中的孔壓逐漸降低，降低的孔壓轉(zhuǎn)變?yōu)橥馏w的有效應(yīng)力，真空度越高，沿深度衰減越小，則增加的有效應(yīng)力越大，加固效果越好。真空預(yù)壓時土體不會產(chǎn)生剪應(yīng)力，即使真空荷載一次性施加上去，地基土也不會發(fā)生剪切破壞，從而可以縮短工期。真空預(yù)壓時，周圍土體由于產(chǎn)生收縮變形而開裂，裂縫一般平行于加固區(qū)的邊線。隨著時間的增長，土體固結(jié)度的提高，裂縫也在發(fā)展，逐漸變大加深，數(shù)量也逐漸增加。

3、真空預(yù)壓和堆載預(yù)壓使地基產(chǎn)生沉降，一般在加固區(qū)的中心點(diǎn)產(chǎn)生的沉降值最大，使加固區(qū)表面呈鍋底狀，但它們的原因卻有質(zhì)的區(qū)別。真空預(yù)壓使地面產(chǎn)生鍋底狀的原因除了有效應(yīng)力因位置的差異之外，還有加固區(qū)土體向里移動的結(jié)果，正是這種收縮的特性使土體更利于擠密，在產(chǎn)生相同垂直變形的情況下，真空預(yù)壓法的加固效果要好于堆載預(yù)壓法。真空預(yù)壓法需要在加固的軟土地基表面先鋪設(shè)砂墊層，然后埋設(shè)垂直排水通道（袋裝砂井或塑料板排水井），再在砂墊層面鋪設(shè)一封閉薄膜使其與大氣隔絕，薄膜四周埋入土中，通過砂墊層內(nèi)埋設(shè)吸水管道，用真空裝置進(jìn)行抽氣，使其形成真空。當(dāng)抽真空時，在砂墊層、垂直排水通道先后形成壓差，在此壓差作用下，土體中的

4、孔隙水不斷由排水通道排出，從而使土體固結(jié)。同時，利用高速公路自身修筑的路堤路基，在砂墊層上再分層鋪筑路基，該部分堆載預(yù)壓結(jié)合真空預(yù)壓對加速軟粘土的排水固結(jié)，減小工后沉降起到積極作用。2 真空堆載聯(lián)合預(yù)壓法的應(yīng)用金麗溫高速公路溫州段215+339215+818為軟基路段，路段長479m，不良軟土層的主要分布情況如下：表層為灰黃色亞粘土厚度0.8m1.9m，上部為淤泥，流塑厚度約12.222.8m，局部較薄，其下為含粘性土碎石，下伏基巖，巖性為凝灰?guī)r，軟土層總厚度為023m，平均填土高度4.7m。因軟基深，路基填筑高，沉降時間長，同時因征地拆遷工作進(jìn)度影響而造成工期緊張，故將此段變更為真空聯(lián)合堆載

5、預(yù)壓，設(shè)計真空度為80 kpa，抽真空期為6個月。真空預(yù)壓聯(lián)合堆載預(yù)壓的施工工藝主要包括以下部分：(1)設(shè)置排水通道首先在需加固的軟基表面鋪設(shè)砂墊層0.5m高，再在土體中塑料排水板，呈梅花狀，間距1.3m1.5m左右，深度需要根據(jù)計算確定，一般為1020m，分別作為橫向及豎向排水通道。 圖1 真空預(yù)壓施工工藝示意圖(2)用pvc管作為真空濾管埋入軟基表面的砂墊層中，pvc管可用90mm作主管，50mm75mm作濾管，為適應(yīng)聲地的不均勻沉降，各管之間的連接采用橡膠軟管連接。全部吸水管埋入砂墊層中，并通過出膜器及吸水管與真空泵連接。然后在砂墊層面鋪設(shè)密封膜，密封膜材料抗拉強(qiáng)度不小于2.5kn/m，

6、滲透系數(shù)10-10cm/s，圓球頂破不小于100n，梯形撕裂不小于2.5kn/m。為保證密封膜的完好無損，確保真空度免受損失，本工程鋪設(shè)了2層塑料膜，并在其上再鋪一層土工布，在加固區(qū)四周開挖1.5m深、1m寬的溝槽，并將薄膜周邊放入溝槽，再將挖出的土體回填溝槽，將薄膜周邊壓緊密封。土工布雙向抗拉強(qiáng)度均應(yīng)大于30kn/m，伸長率不超過20%，延伸率、圓球頂破強(qiáng)度和滲透系數(shù)均應(yīng)符合國標(biāo)。(3)檢查真空設(shè)備及各連接口，保證密封，確保氣密性，根據(jù)工程地質(zhì)條件及抽真空設(shè)備能力，真空度應(yīng)保持在800mmhg或以上。所選用的真空泵功率應(yīng)不小于7.5kn，每個真空泵的有效處理范圍不大于800m2。(4)在真空

7、度達(dá)到80kpa以上并正常預(yù)壓半個月后，在土工布上實(shí)施堆載預(yù)壓，利用本身路堤填筑用的材料實(shí)施預(yù)壓，分層填筑路基，在填筑第一層土?xí)r，特別要注意密封膜的保護(hù)。所以第一層應(yīng)填砂或砂性土，且厚度不宜小于60cm，以保證其下真空預(yù)壓繼續(xù)順利進(jìn)行，在真空預(yù)壓加固區(qū)膜下真空度達(dá)80kpa以上的條件下連續(xù)抽真空三個月，即可逐段減壓直至停止抽真空，路基填筑工期應(yīng)不小于90天。(5)為了確保真空預(yù)壓聯(lián)合堆載預(yù)壓加固軟基的效果，及時了解地基土的固結(jié)情況，在整個施工及預(yù)壓過程中設(shè)置孔隙水壓力監(jiān)測、地面沉降觀測、深層沉降和水平位移監(jiān)測等。該段軟土路基2003年月日開抽真空，3天后真空度達(dá)到80kpa，10天后進(jìn)行路基填

8、筑，到2004年3月28日累計沉降量1.7m2.2m，日沉降量為01mm。目前路基沉降已經(jīng)穩(wěn)定。下面是該段軟基215+455斷面的真空堆載聯(lián)合預(yù)壓加固軟基的斷面沉降監(jiān)測資料：圖3 k215+455斷面沉降3 結(jié) 語(1)真空度沿砂井（或塑料排水板）向下傳遞及向土體中擴(kuò)展，孔隙水壓力降低，而孔隙壓力是一個球應(yīng)力，所以不會產(chǎn)生剪切變形，發(fā)生的只是收縮變形，因而在水平方向增加一個向著負(fù)壓源的壓力，使四周土體都向預(yù)壓區(qū)移動，促使土體進(jìn)一步壓密，所以在真空預(yù)壓下土體不會發(fā)生側(cè)向擠出破壞，因此真空預(yù)壓可以一次快速施加而無須分級加載，大大節(jié)省了時間，縮短了工期。(2)真空預(yù)壓法在土體加固過程中，在真空吸力的作用下使土中的封閉氣泡排出，從而使土的滲透性提高，固結(jié)過程加快。(3)真空預(yù)壓法加固軟基，由于地基周圍的土體是向著加固區(qū)移動的，這樣有利于加固區(qū)內(nèi)土體密實(shí)度的提高和地基承載力的增加。(4)高速公路一般路堤填土高度較高，因而可利用該部分填土作為堆載，聯(lián)合真空預(yù)壓法一起加固軟土地基，經(jīng)濟(jì)上效益好，技術(shù)上可行。即在真空預(yù)壓一段時間后，在砂墊層面按照堆載預(yù)壓的施工工藝要求，填筑路堤，利用自身荷載實(shí)行預(yù)壓，既增加了加固深度，同時也減少了工后沉降，因而提高了加固效果。可以說，真空-堆載聯(lián)合預(yù)壓法應(yīng)用于沿海軟土高速公路路基處理方法效果是理想