真空堆載聯(lián)合預(yù)壓效果檢驗(yàn)

1、真空堆載聯(lián)合預(yù)壓效果檢驗(yàn)巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)真空堆載聯(lián)合預(yù)壓效果檢驗(yàn)張海霞保田 河海大學(xué)巖土工程研寵所南京210098不同處理方法的費(fèi)用效果工期 相差很大。真空堆載聯(lián)合預(yù)壓方法以其較低的費(fèi)用工期較短效果好己 經(jīng)在許多類型工程的軟土地基處理中得到應(yīng)用結(jié)合寧靖鹽高速公路 工程中使用真空堆載聯(lián)合預(yù)壓法處理軟土地基的試驗(yàn)，用對(duì)比試驗(yàn)結(jié) 果說(shuō)明了處理效果和有效處理深度，為該工法在高速公路工程的軟基 處理中推廣應(yīng)用提供參考。1真空堆載聯(lián)合預(yù)壓法概述真空預(yù)壓法最早是瑞典皇家地質(zhì)學(xué) 院杰爾曼教授于1952年提出的軟土地基處理方法。我國(guó)20世紀(jì)50 年代末開(kāi)始真空預(yù)壓法的試驗(yàn)研究，1980年開(kāi)始推廣應(yīng)用。經(jīng)過(guò)53

2、 的攻關(guān)，到1985年在300多萬(wàn)12的工程中得到應(yīng)用，真空度穩(wěn)定達(dá) 到803以上，單塊膜面積達(dá)到30000,開(kāi)發(fā)了先進(jìn)的施工工藝和優(yōu)良 設(shè)備1.理論和實(shí)踐證明了真空預(yù)壓和堆載預(yù)壓的加固效果可以疊加， 因此開(kāi)發(fā)了真空堆載聯(lián)合預(yù)壓法2.2施工步驟和土層組成為了推廣真空堆載聯(lián)合預(yù)壓技術(shù)在公路 軟基處理中的應(yīng)用，在某高速公路軟土地基段設(shè)計(jì)了真空堆載聯(lián)合預(yù) 壓試驗(yàn)段。試驗(yàn)段塑料排水板打設(shè)深度為天然地血以下25,路，度 3.0, 4.3 1 幾體實(shí)施步驟為打朔料排水板鋪設(shè)真空預(yù)壓，氣管道鋪設(shè) 砂墊層鋪設(shè)塑料脫抽真空，使真空度達(dá)到穩(wěn)定值83以上1次堆載到 設(shè)計(jì)路堤標(biāo)高；繼續(xù)抽真空，保持膜下真空度穩(wěn)定在80

3、13以上。從 開(kāi)始抽真空時(shí)開(kāi)始觀測(cè)路堤沉降，路堤沉降速率低于21時(shí)，停止抽 真空；校核路堤標(biāo)高，補(bǔ)填路堤使其在試驗(yàn)段所有點(diǎn)均達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高; 鋪設(shè)路面結(jié)構(gòu)以和鋪設(shè)路面。試驗(yàn)段土層分布如廠隙比0.85,平均壓 縮系數(shù)0.38碟屬中壓縮性土。1左含水率多在30.043.0,最大值達(dá)52 孔隙比大多為0.90,1.20, 最大值達(dá)1.55多為高壓縮性粘土，夾游泥質(zhì)土薄層，含粉1質(zhì)砂透 鏡體。屬高壓縮性1層，為木次地基處理的主要層位。含水率為27.0, 35.0,孔隙比介于0.6882,屈中壓縮性七。27.0, 35.0,最大值達(dá)415孔隙比般介于0.75, 0.90,最大值 為1.04,中間夾低液限粘

4、土層。屬中壓縮性土層。性土層。低液限粘土粉土質(zhì)砂互層粉土質(zhì)砂層以下至孔深度沿1地面以 下4, 1均為低液限粘土和粉土質(zhì)砂互層，低液限粘土層厚度較粉土 質(zhì)砂大。含水率為23.0, 30.0,孔隙比介于60, 0.90,屬中壓縮性土 層。3預(yù)壓前后土層力學(xué)性質(zhì)對(duì)比對(duì)于靈敏性粘土，在打塑料排水 板過(guò)程中，由2001年3月6 h收到初稿，2001年4月15 h收到修 改稿。1加固后+天然地基標(biāo)高m叫1橫剖面路中孔+加固后于對(duì)土產(chǎn) 生擾動(dòng)使土的強(qiáng)度降低，人們擔(dān)心預(yù)壓后強(qiáng)度不能恢復(fù)和增加。為此 進(jìn)行了天然地基加固打設(shè)排水板以后和加固后個(gè)階段的十字板抗剪 強(qiáng)度試驗(yàn)，結(jié)果證明打設(shè)排水板會(huì)使土層的不排水強(qiáng)度明顯

5、降低，但 在真空堆載聯(lián)合預(yù)壓完成后，強(qiáng)度較天然地基有大的提高。十字板試 驗(yàn)結(jié)果1所標(biāo)高m作入1橫剖面路肩孔為了探討真空堆載聯(lián)合預(yù)壓 前后地基土物理力學(xué)性質(zhì)的變化，在加固前后鉆孔取土進(jìn)行了室內(nèi)土 工試驗(yàn)。為了準(zhǔn)確對(duì)比加固前后的土層性質(zhì)，加固過(guò)程中，現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置 了分層沉降觀測(cè)孔，通過(guò)分層沉降換算，取土?xí)r加固前后每個(gè)對(duì)比試 驗(yàn)點(diǎn)層位致，因此高程不同市于加固過(guò)程中土層壓縮使土層高程降 低。室內(nèi)試驗(yàn)結(jié)果明，在塑料排水板范圍內(nèi)地面以下251功預(yù)壓后土 層的壓縮系數(shù)明顯降低，基本上使高壓縮性土層變成中壓縮性土層， 土層的主固結(jié)沉降基本消除。在塑料排水板區(qū)域以下，本工程檢驗(yàn)地 而以下40, 土體仍然有明顯的加固

6、效應(yīng)。在塑料排水板區(qū)域內(nèi)，加 固前后土層含水率平均減小8.4,干密度平均增加0.07以，3,孔隙 比平均減小，78,壓縮系數(shù)平均減小0.14塑料排水板范圍內(nèi)土體由 中高壓縮性狀態(tài)加固到低中壓縮性的區(qū)域?，F(xiàn)場(chǎng)沉降觀測(cè)明，卸除真 空預(yù)壓后，土層岀現(xiàn)回彈現(xiàn)象，后期施工的路面荷載加車輛荷載小于 80,該荷載所產(chǎn)生的壓縮變形在再壓縮曲線范圍內(nèi)，使地基產(chǎn)生的壓 縮量較小。壓縮量計(jì)算時(shí)附加應(yīng)力用卸除真空以后施加的路面荷載與 車輛荷載的和計(jì)算，壓縮量用再壓縮指數(shù)再壓縮系數(shù)計(jì)算。加固期間 在真空荷載聯(lián)合預(yù)壓的密閉區(qū)外側(cè)設(shè)置了 4個(gè)測(cè)斜管觀測(cè)邊界上水 平位移，水平位移觀測(cè)結(jié)果是邊界向加固區(qū)內(nèi)變形，明真空預(yù)壓加固

7、機(jī)理為通過(guò)真空度傳遞的使土體壓縮的體積力，該力能夠急需傳遞到 排水板以下定深度。加固前后主要物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)1.由1可，排水板范圍內(nèi)加固效果明顯，排水板以下還能加固定 深度，本試驗(yàn)工程明有效加固深度為30, 35m.工后沉降計(jì)算時(shí)，除上述路面荷載增加引起的壓縮量外，對(duì)軟 土地基，還應(yīng)該考慮次固結(jié)引起的沉降量。次固結(jié)系數(shù)采用加固后土 體進(jìn)行流變?cè)囼?yàn)得到，本工程的試驗(yàn)成果1注意，進(jìn)行次固結(jié)沉降計(jì) 算時(shí)，附加應(yīng)力計(jì)算應(yīng)該考慮全部路堤荷載與車輛荷載的總和。4結(jié)論真空和堆載聯(lián)合預(yù)壓法處理高速公路路堤下的軟土地基 是可行的較為經(jīng)濟(jì)的地基處理方法，與其它方法相比，有如下優(yōu)點(diǎn)與 樁基相比，費(fèi)用低廉，施工設(shè)備簡(jiǎn)

8、單，充分利用天然材料。與攪拌，等復(fù)合地基相比，施工質(zhì)量更容易控制和檢驗(yàn)，地基 均勻性好，處理深度大，對(duì)環(huán)境幾乎沒(méi)有影響。與單堆載預(yù)壓相比，大量縮短了工期。本試驗(yàn)工程現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)和其它工程實(shí)測(cè)資料明，真空和堆載聯(lián)合 預(yù)壓在堆載預(yù)壓90 4左右時(shí)，大部分主固結(jié)沉降基本消除，比堆載 預(yù)壓縮短半以上時(shí)間。真空預(yù)壓不需要卸除超載土體即實(shí)現(xiàn)了超載預(yù) 壓。真空預(yù)壓在土體內(nèi)形成體積力作用為各向相等取擇深度m含水 干密度gcnf3孔隙比壓縮系數(shù)31回彈指數(shù)十十不又1!加固前加固后力口固前加固后力口固前加固后力口固前力口 固后均值加固前后變化減小8.4增加4.8減小9.0均值加固前后變化 減小2.7增加2.0在排水板

9、與土體內(nèi)產(chǎn)生高的水力梯度，但不會(huì)因此 降低土的強(qiáng)度。加速孔隙水向外排出和固結(jié)過(guò)程二加固以后土含水率 明顯減低，本試驗(yàn)工程在塑料排水板范圍內(nèi)平均含水率降低8.4,在 加固層以下10, 1范圍內(nèi)平均含水率降低2.7.真空堆載聯(lián)合預(yù)壓法在排水板施工范圉內(nèi)，加固效果明從，作 深度比塑料排水板深度大5以上。加固層的孔隙比干密度等在加固后 趨向均勻，因此對(duì)天然干密度低的軟土層加固的效果更大。加固范圍 內(nèi)所有土層的壓縮系數(shù)均明顯減小，達(dá)到中等壓縮性土的范圍。真空和堆載聯(lián)合預(yù)壓法特別適合大面積軟土地基處理，該工法 在高速公路和其它大面積軟土地基處理中，將會(huì)得到更廣泛的應(yīng)用o葉書(shū)麟。地基處理工程實(shí)例應(yīng)用手冊(cè)北京中國(guó)建筑工業(yè)出王保 田。土工測(cè)試技術(shù)。南京河海大學(xué)出版社，2000第九屆全國(guó)土力學(xué) 及巖土工程學(xué)術(shù)會(huì)議征文通知第號(hào)叫牢十十1木，1乃學(xué)及巖土。學(xué) 術(shù)會(huì)柬上工程界化學(xué)承辦的第九屆全國(guó)會(huì)議是新世紀(jì)第次全國(guó)土力 學(xué)及巖土工程學(xué)術(shù)會(huì)議，將于2003年10月25日至28日在北京召開(kāi)。第九屆學(xué)術(shù)會(huì)議將以巖土工程與可持續(xù)發(fā)展為主，對(duì)我國(guó)近年 來(lái)在土力學(xué)與巖土工程領(lǐng)域的最新研尢進(jìn)展進(jìn)行廣泛的學(xué)術(shù)交流。熱 忱歡迎在巖土工程各個(gè)領(lǐng)域的研尢設(shè)計(jì)施工人員踴躍投稿。應(yīng)征論文 必須是沒(méi)有發(fā)過(guò)的有關(guān)巖土工程的理論計(jì)算重大工程實(shí)錄及巖土工 程中其他有意義的內(nèi)容。熱忱歡迎從事巖土工程領(lǐng)域的新材