論真空堆載聯(lián)合預(yù)壓技術(shù)在公路軟基處理中的應(yīng)用

論真空堆載聯(lián)合預(yù)壓技術(shù)在公路軟基處理中的應(yīng)用【摘要】由于真空聯(lián)合堆載預(yù)壓法具有工期短、造價低、節(jié)約材料以及加固效果好等優(yōu)點，在我國公路軟基處理中得到了廣泛的應(yīng)用。在公路施工過程中，無法避免軟土地基的問題，就需要對該問題進行一定的處理，真空聯(lián)合預(yù)壓法的應(yīng)用，不僅可以減少路基的沉降量，還可以提高公路施工的質(zhì)量，延長公路的使用壽命。因此，本文將對真空聯(lián)合堆載預(yù)壓法在公路軟基處理中的應(yīng)用進行詳細(xì)的闡述，以此為同類工程提供可靠的參考依據(jù)?！娟P(guān)鍵詞】真空聯(lián)合堆載預(yù)壓法；公路軟基；質(zhì)量；應(yīng)用一、真空預(yù)壓與堆載預(yù)壓的加固處理1、堆載預(yù)壓的加固處理堆載預(yù)壓法以土料、塊石等作為荷載，對被加固的軟土地基進行預(yù)壓。為了縮短加固時間，加快固結(jié)過程，在地基中打設(shè)一定深度的塑料排水板，軟基在堆載荷載作用下，產(chǎn)生正的超靜水壓力。經(jīng)過一段時間，超靜水壓力逐漸消散，土中有效應(yīng)力不斷增長，地基得以固結(jié)，產(chǎn)生垂直變形，同時強度也得到提高。2、真空預(yù)壓的加固處理用真空預(yù)壓法加固軟土地基時，在需要加固的地基上先鋪設(shè)砂墊層，然后打設(shè)塑料排水板，塑料排水板的作用在于:（1）作為垂直排水通道、減少排水距離、加速土體的固結(jié);（2）傳遞真空度，即通過塑料排水板向深層土體試加“預(yù)壓荷載”，之后通過安裝抽真空設(shè)備和密封膜在加固土體中形成一個負(fù)超靜水壓力，使土體中的孔隙水從排水通道不斷排出，土中孔隙水壓力逐漸減小，有效應(yīng)力逐漸增加，地基逐漸固結(jié)。3、兩種加固方法的比較（1）真空預(yù)壓法利用大氣來加固，因此，不需要大量的預(yù)壓材料，但由于土體有效應(yīng)力的增加具有最大值，最大只有95kPa。而堆載預(yù)壓法中，土體加固后形成的有效應(yīng)力與上部施加的荷載大小有關(guān)。（2）真空預(yù)壓法中降低的是孔隙水壓力，土體不產(chǎn)生剪切變形，只發(fā)生收縮變形，僅有側(cè)向收縮?？辜魪姸忍岣叩耐瑫r不會伴隨剪應(yīng)力的增大，不會導(dǎo)致抗剪強度的衰減，加固后土體的密實度高。而堆載預(yù)壓法處理中會產(chǎn)生側(cè)向擠出變形，加固后土體的密實度低。（3）真空預(yù)壓加固時，“荷載”是一次施加的，加載快，不必?fù)?dān)心加固過程中出現(xiàn)地基失穩(wěn)情況，且土的滲透性提高、固結(jié)過程加快。而堆載預(yù)壓處理中需控制加載速度，固結(jié)過程也較慢。二、真空聯(lián)合堆載法施工中的關(guān)鍵技術(shù)1、加固效果。真空聯(lián)合堆載預(yù)壓法是在真空預(yù)壓和堆載預(yù)壓基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種軟基處理方法，它具有真空預(yù)壓和堆載預(yù)壓的雙重效果，適用于設(shè)計荷載大，承載力要求高的工程。該方法在加固效果方面有如下三個方面的特點：（1）固結(jié)速度。真空預(yù)壓階段，真空度通過濾管、砂墊層及垂直排水通道逐漸向上體內(nèi)部傳遞，土體中的孔隙水在這種壓差的作用下不斷向外排出，從而使土體發(fā)生排水固結(jié)。真空堆載和聯(lián)合預(yù)壓階段在真空預(yù)壓的基礎(chǔ)上，再利用路堤填上進行堆載預(yù)壓，一方面堆載的作用使土體中的孔隙水壓力升高：另一方面真空預(yù)壓的作用使砂墊層及垂直排水通道的孔壓要處于負(fù)壓狀態(tài)，這樣地基中孔隙水的壓差就更加大，加速了土體中水的排出，固結(jié)速度自然快，加固的效果就更加明顯。（2）加固深度。加固深度主要取決于引起孔隙水壓力變化的深度。在真空聯(lián)合堆載預(yù)壓加固軟基方法中，真空度是引起孔隙水壓力變化的主要因素之一，它沿深度的傳遞與豎向排水體的井阻有關(guān)。大量的現(xiàn)場實測資料顯示，真空度沿深度的衰減明顯低于堆載時總應(yīng)力沿深度的衰減。因此，真空聯(lián)合堆載預(yù)壓方法的加固深度大于普通的堆載預(yù)壓。2、地基穩(wěn)定性。真空聯(lián)合堆載預(yù)壓方法是在真空預(yù)壓的基礎(chǔ)上，施加堆荷外載。由于真空產(chǎn)生負(fù)壓，使土體產(chǎn)生向內(nèi)收縮變形，可以抵消因堆載引起的向外擠出變形，因而,地基在填土過程中的穩(wěn)定性較好。三、公路軟土路基的危害問題軟土路基是公路路基施工比較難的一種路基情況，鑒別其特征對于為公路路基進彳丁鑒定具有重要意義。為探明施工路段軟土分布特征，應(yīng)以工程地級鉆探，采取原狀土樣進行室內(nèi)土工試驗為主，同時進行靜力觸探及十字板剪切實驗等原位測試，以此對比軟土的物理力學(xué)參數(shù)特征。然后根據(jù)路段軟土層特征進行處理方法的選擇。軟土一般是指天然含水量大、壓縮性高、承載力低的一種軟塑狀態(tài)的粘性土。它一般是在靜水或緩慢的流水環(huán)境中沉積，經(jīng)生物、化學(xué)作用形成的。軟土路基問題及其危害概括起來主要有如下兩個方面：1、強度及穩(wěn)定問題。當(dāng)軟土路基的抗剪強度不足以承受路堤及路面外荷載時，軟土路基會產(chǎn)生局部或整體剪切破壞，造成路堤塌方、失穩(wěn)及橋臺破壞。2、沉降變形問題。當(dāng)軟土路基在上部荷載及外部荷載作用下產(chǎn)生過大的沉降變形時，會影響道路的正常使用。特別是產(chǎn)生過大的不均勻沉降時，會造成路面開裂破壞，結(jié)構(gòu)物與路堤銜接處差異沉降，引起橋頭跳車，涵身、通道凹陷，沉降縫拉寬而漏水；路面橫坡變緩、積水，從而引起路面損壞等。四、施工工藝及方法1、鋪設(shè)砂墊層和打設(shè)塑料排水板。在原地面清表壓實后攤鋪厚30cm砂墊層，在施工前要對砂料進行嚴(yán)格檢測，要求含泥量不大于5%；豎向排水體采用寬10cm、厚4mmB型板，芯板不容許采用再生塑料。呈梅花形布置，間距為1.0m，打入深度為20m，施工時要注意控制回帶長度，回帶長度不得大于50cm。2、安設(shè)濾管和真空泵。真空濾管采用76mm硬質(zhì)透水管壁厚2.9mm，打孔加工后包土工織物濾水管層，并捆扎結(jié)實，濾水層應(yīng)只透水氣不透砂。全部濾管均埋入砂墊層內(nèi)，施工時要注意濾管的間距和連接的緊密性。3、待埋完真空表測頭及其他觀測儀器后，人工鋪設(shè)密封膜。根據(jù)地基情況，我們在此試驗段布置了兩個監(jiān)測斷面，埋設(shè)了空隙水壓力儀、測斜儀、表面沉降板和真空度測定儀等儀器，用以監(jiān)測軟基在加固前后的應(yīng)力、應(yīng)變變化情況及控制填土。由于真空預(yù)壓側(cè)向位移指向路基中心.孔壓持續(xù)下降，所以不對沉降作嚴(yán)格要求，而以側(cè)移和孔壓系數(shù)為主要控制指標(biāo)。密封膜應(yīng)用抗老化好、韌性高、抗穿刺性強、整體性和密封性好的聚氯乙稀薄膜，密封膜質(zhì)量必須符合設(shè)計要求，密封膜要求在工廠熱合一次成型，若現(xiàn)場搭接，搭接寬度不得小于2m。封膜采用兩層土工膜，人工鋪設(shè)第一層土工膜，認(rèn)真檢查是否有漏洞并進行及時修補，再鋪設(shè)第二層土工膜，最后用黏土回填密封溝。鋪密封膜是本工程的關(guān)鍵工序，質(zhì)量好壞直接影響加固效果，防止密封膜的損壞。4、抽真空、進行膜上堆載。當(dāng)鋪蓋好密封膜后，開始抽真空，并隨時檢查是否漏氣，漏氣一般發(fā)生在地基、邊溝、薄膜、接頭等地方。把濾水管通過出膜器與真空泵連接后，就開始抽真空。抽真空后，加固區(qū)膜下真空度會持續(xù)上升，當(dāng)真空度達到并維持在80kPa以上時，即進入了正常真空預(yù)壓階段。在進行堆載前應(yīng)在密封膜上鋪設(shè)無紡?fù)凉げ己蜕皦|層，防止填料刺破密封膜。正常抽真空10d后，可進行路基填筑施工；第一層填料應(yīng)采用細(xì)料，路基填筑速度不應(yīng)過快，嚴(yán)格按照沉降情況進行堆載施工，防止加荷速率過快發(fā)生路基失穩(wěn)現(xiàn)象。結(jié)束語：目前，真空聯(lián)合堆載預(yù)壓法在公路軟基處理中得到了廣泛的應(yīng)用。在進行施工的過程中，要求施工人員要按照施工設(shè)計的要求進行施工，