真空联合堆载预压软基加固机理研究及工程应用

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1、真空联合堆载预压软基加固机理研究及工程应用摘要：随着我国国民经济的发展，高速公路的建设也在如火如荼的进行当中。目前已建及在建的高速公路部分存在地质情况较差，含水量高、压缩性大、强度低，修建过程中常常发生地基抗滑稳定性差和沉降难以控制等问题。因此真空联合堆载预压法的出现，取代传统加固工艺成为解决上述问题的一种较为理想的软基加固技术。本文首先分析了真空联合堆载预压软基的加固机理，然后结合自身的实践介绍了相关工艺流程，最后以具体施工项目为例，阐述了真空联合堆载预压软基加固的工程应用。关键词：真空联合堆载；

2、软基加固；机理分析中图分类号：U457+.3文献标识码：A文章编号：引言我国从20世纪50年代末开始开展真空预压技术的研究，1980年天津一航局科研所在塘沽新港进行了几次现场试验后获得成功，并于1985年12月通过了国家技术鉴定。真空堆载联合预压法是在真空预压法的基础上发展而来。我国从19837年开始了真空堆载联合预压法的研究，经过20多年的努力探索和应用，真空堆载联合预压法已成为一个加固软土基行之有效、常规实用的方法。近年来该法广泛应用于港口、码头、工民建、机场、高速公路等软土地基工程建设中，并且

3、取得了很多成功的经验。1真空联合堆载预压软基加固机理1.1真空排水预压法加固软基机理首先借助抽真空装置，将密封膜下砂垫层和软土中的水、气抽出，在其中形成真空负压和水头差，在水头差的作用下，土体中的孔隙水不断由竖向排水通道和水平向排水体排出。随着地基中地下水的排出与真空度的增加，地基中的孔隙水压力u降低。在总应力δ不变的条件下，u的降低导致有效应力δ’的增加，根据太沙基的有效应力原理，当地基内某点的总应力增量Δδ为0，设有效应力增量为Δδˊ，孔隙水压力增量为Δu，则满足以下关系：Δδˊ=Δu1.2堆载

4、预压法加固软基机理堆载预压法则是通过增加总应力，再借助砂井、砂垫层等排水措施加快土体中孔隙水的排出速率，进而实现有效应力和孔隙水压力的相互转换，从而提高有效应力，增加地基土的强度，达到软基加固的目的。如地基内某点的总应力增量为Δδ，有效应力增量为Δδˊ，孔隙水压力增量为Δu，则三者满足以下关系：Δδˊ=Δδ-Δu1.3真空联合堆载预压软基加固机理7真空堆载联合预压是真空预压与堆载预压的联合。真空—堆载联合预压的有效应力，为真空预压引起的有效应力与堆载预压引起的有效应力的线性叠加。从上面的分析可以看到

5、，在真空预压的基础上进行堆载，由于正负超静孔压的相互抵消，所产生的联合超静孔隙水压力相对较低，一方面既避免了单一使用堆载预压加固软基可能遇到的稳定性问题，又利于路堤的稳定；另一方面由于两种加固方法的联合使用，使土体的有效应力增加速度加快，可以加快固结沉降的完成。2真空联合堆载预压软基加固施工流程及要点2.1施工流程测量放线→按设计要求整平场地→铺设第一层30cm厚砂垫层→打设塑料排水板→铺设第二层20cm厚砂垫层→铺设第一层土工布→铺设二层密封膜→试抽真空、检查密封系统性能(若漏气采取措施补漏)→铺

6、设第二层土工布→设沉降观测标、侧向位移桩并测量预压前的标高→铺设第三层20cm厚砂垫层进行真空预压、维持真空度80KPa以上→进行堆载土的填筑→继续观测5-7d边桩位移和地面沉降等→结束。2.2施工要点(1)施工前7空预压区在铺密封膜前，要认真清理平整砂垫层捡除贝壳和带尖角石子，填平打设袋装砂井或塑料排水板时留下的孔洞；进行上部堆载之前，必须在密封膜上铺设无纺布，其上第一层填土必须是中细砂或粘性土，厚度50cm，以免损坏密封膜。(2)施工中实施真空预压和在堆载施加过程中及施加后，应每天测量真空泵上及

7、膜下真空度，真空度应稳定的维持在设计真空度80KPa左右；对一般软粘土，当膜下真空度稳定地达到80Kpa后，抽真空10天左右可进行上部堆载施工，即边抽真空边堆载，荷栽可以连续施加。3案例应用3.1工程概况荣乌高速公路天津段起于津淄公路与外环线交口，途径西青区、静海县、大港区，止于大港区翟庄子（津冀界），路线全长约52.54公里。所处地段除挖方路段外，其余全部为软土路基。根据设计和现场施工要求具体分为：全部采用真空预压技术处理，拟将全区分为12个区，每区约25000m2，按6序施工，由两个施工班组分别

8、从两端相向逐块施工，如此分区所考虑的是：①必须预留施工进场通道，有利于设备和材料运进；②必须考虑已压区覆盖沙子的转移和利用。3.2真空联合堆载预压软基加固施工(1)管网铺设7各管之间的连接可用二通或四通通过钢丝橡胶波纹软管软连接，以适应场地的不均匀沉降。按拟定间距在砂垫层中挖深18-25cm沟槽，再接好管网并埋入沟中。主、滤管埋设在水平排水砂垫层的中部，其上有0.12-0.18m砂覆盖层，防止主滤管上尖利物体刺破密封膜。(2)铺设密封膜密封沟应挖至饱和粘性土层内1m以