真空联合堆载预压法加固铁路软土地基现场试验探究

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1、真空联合堆载预压法加固铁路软土地基现场试验探究摘要：真空一堆载联合预压法作为新的软基处理的加固方法，虽然在造价、工期、环保等方面比传统方法具有优越性,但是在加固机理、设计方法、施工工艺和加固效果方法都存在着许多值得研究和完善的地方。本文结合具体的工程实践，对真空一堆载联合预压加固软基的机理、施工工艺和加固效果进行了比较深入的研究。关键词：真空联合堆载软土地基地基处理分层沉降中图分类号：TU4文献标识码：A文章编号：1引言软基处理方法不仅对工程质量和施工工期有着重大影响，而且直接关系到投资和管理单位的经济效益和社会效益，因此，高效、经济的软基处理技术已成为建设和管理单位关心的焦点之

2、一。真空预压法是软弱地基处理较为有效的方法之一［1,2］。虽然该方法早在50年代初就已提出，经近50年的理论研究和工程探索，已在许多工程建设中得到应用，如港口、码头、机场和堆场等工程。但将其结合路基工程施工特点，形成一种的软土路基加固的真空-堆载联合预压新方法，这方面的资料和成果还不多见。由于真空-堆载联合预压方法在加固机理、施工工艺等方面有别于超载预压方法，导致目前理论界对其加固机理研究不深，将真空预压和堆载预压的加固效果进行简单叠加，无法解释实际工程出现的一些现象[3,4]o为了更深入探索真空一堆载联合预压的加固机理、加固效果和施工工艺，开展现场试验和理论研究工作，对该方法在

3、高速公路及铁路软土路基处理的应用和推广，具有重要的现实意义。2概述真空联合堆载预压法既能加固超软土地基，又能较高地提高地基承载力，其工艺流程为：铺砂垫层，打设竖向排水通道，铺膜，抽气，堆载，结束。真空联合堆载预压施工时，除了要按真空预压和堆载预压的要求进行以外，还应注意以下几点：1•堆载前要采取可靠措施保护密封膜，防止堆载时刺破密封膜；2.堆载底层部分应选颗粒较细且不含硬块状的堆载物,如砂料等；3.选择合适的堆载时间和荷重。堆载部分的荷重为设计荷载与真空等效荷载之差。如果堆载部分荷重较小，可一次施加；荷重较大时，应根据计算分级施加。堆载时间应根据理论计算确定，现场可根据实测孔隙水

4、压力资料计算当时地基强度值来确定堆载时间和荷重。一般可在膜内真空度值达80kPa后厂10天开始堆载；若天然地基很软，可在膜内真空度值达80kPa后20天开始堆载。从施工角度分析，要保证真空联合堆载预压法的加固结果，主要做好以下三个环节：设置竖向排水体、铺设水平排水垫层、真空预压施工和堆载施工。3工程概况及地质条件为探索真空-堆载联合预压加固铁路路基的机理和施工工艺，完善设计理论和方法，正确客观地评价加固效果及主要影响因素，给路基加固施工提供科学合理的依据和建议。本文根据《软土地基路桥设计参数试验项目》昆山试验段，在桩号0+276.51至0+515段开展真空预压法加固软基的试验研究

5、。软土地基路桥设计参数试验项目第二试验段（K0+276〜K0+834.45），位于江苏省昆山市花桥镇天福村，与既有京沪铁路近乎平行，相距约200m。试验地段地处太湖湖积平原，地形平坦，有人工鱼塘、河岔分布，地面标高2.5m左右，拆迁量较小，通视良好，道路交通不便，场区内有民用架空线路（10kV）通过。年平均降雨量1440mm左右，年平均气温14.5°C〜16.3°C。地质情况的工程评价：1.试验段软土层较厚，。从土的物理力学性质指标来看,该软土层含水量高（最高值w=40.2%）,压缩性高、渗透性差、强度低，属性质较差的淤泥。由于土体的粘性大、抗剪能力低、稳定性差，完成固结需要的时

6、间长。1.试验段在范围内的底部分布有厚度不均的粉砂层，该层透水性强，虽对地基土的固结有利，但对采用真空预压加固软基不利。粉土层会使加固区外的水气进入加固区，影响真空度上升和维持，采用真空预压法加固软基时，尽管该层较深，竖向排水体最好不要打穿淤泥层，防止影响真空预压的效果。4观测结果和分析2.1现场试验的剖面图图4-1观测断面的剖面图4.2水平位移观测土体侧向位移速率大小是判别铁路或髙速公路路堤地基稳定与否的控制指标之一，其变化规律可以监测地基各层土体的侧向变形发展情况,并可计算因侧向位移而引起的沉降量。根据不同时段侧向位移随深度变化的实测数据，可以了解真空预压法加固软基不同阶段土

7、体的变化特点，进一步分析加固效果。在抽真空前期阶段由于开挖、铺设砂垫层等工序，使加固区周围约束条件减弱，产生一定的背离加固区的向外位移。抽真空后土体收缩位移明显，侧向位移主要发生在地面至地下15m,而影响深度达20m最大的土体水平位移可达20多cm。抽真空土体向加固区内位移，可以提高路基的稳定性,加快施工，缩短工期。4.3分层沉降通过分层沉降的观测，可以了解地基不同层位的分层沉降量；根据分层沉降变化规律，进一步分析深层土的加固效果和加固影响深度。从分层沉降随深度变化曲线上看，由于