真空联合堆载预压加固软基最优加荷速率探讨
公路软基加固真空联合堆载预压技术的应用
摘要:在高速公路工程快速发展的同时,还存在诸多病害问题,如软土地基等,为有效避免该现象的出现,施工单位必须重视软基加固技术的应用。
作为软基施工的重要技术,真空联合堆载预压法的优势主要集中在施工便捷、工期短、安全性强及无需材料堆载等。
本文通过分析真空联合堆载预压法的作用,并与试验区具体情况相结合,阐明了真空联合堆载预压法在公路施工中的工艺流程及质量控制措施,以期全面提升公路工程建设质量。
关键词:公路工程;软基加固一、公路工程施工中真空联合堆载法的作用1、提高加固效果(1)固结速度。
真空预压阶段,通过滤管、砂垫层及垂直排水通道真空度向上体内部逐渐传递,在压差作用下土体孔隙水向外不断排出,进而起到土体排水固结的作用。
在真空预压的前提下进行真空堆载和联合预压施工,这种情况下将不断提升土体孔隙水的压力;砂垫层及垂直排水通道在真空预压的影响下将处于负压状态,此时将大大增加地基孔隙水的压差,并加快了土体内水的排出速度及固结速度,提高加固效果。
(2)加固深度。
孔隙水压力深度的变化对加固深度起到决定性作用。
选用真空联合堆载预压法进行软基加固,造成孔隙水压力改变的主要因素就是真空度。
据相关数据显示,真空度沿深度的衰减与堆载时总应力沿深度的衰减程度相比较低。
基于此,与一般堆载预压相比,真空联合堆载预压法的加固深度要多出许多。
(3)强度增加。
软基处理中选用真空联合堆载预压法进行加固施工时,当真空度达80kpa 时,真空荷载与4米到5米高度的填上荷载一致,在预压施工中真空联合堆载预压法具有较高的等效超载高度,又在快速固结及较高影响深度的作用下,极大地增强了其强度。
2、增强地基稳定性在真空预压的前提下真空联合堆载预压法必须进行堆荷外载的施加。
在真空作用下将出现负压状态,促使土体出现向内收缩变形的情况,进而将因堆载引起的向外挤出变形进行有效抵消。
基于此,在填土施工有效增强了地基的稳定性。
另一方面,地基出现向内收缩变形情况,也就是将反压护道施加在路基两边,这种情况下将对抗滑力距进行有效增强,由此可见,将真空抽出出现负压对稳定路基十分有利。
真空联合堆载预压在软基处理中的应用探究
真空联合堆载预压在软基处理中的应用探究发布时间:2022-11-18T05:35:03.602Z 来源:《工程建设标准化》2022年13期第7月作者:林朝仰[导读] 软基是工程中普遍存在的一种地基,由于其自身的受力特性,其地基不稳定,在施工过程中易发生严重的工后沉降和不均匀沉降,严重影响结构的稳定性林朝仰广州市市政工程监理有限公司(广东广州510000)摘要:软基是工程中普遍存在的一种地基,由于其自身的受力特性,其地基不稳定,在施工过程中易发生严重的工后沉降和不均匀沉降,严重影响结构的稳定性。
本文对此技术的基本理论进行了阐述,并对其应用于软弱地基的可行性进行了论证,为同类工程的建设提供了参考和基础。
关键词:软土地基;真空联合堆载预压;施工技术引言软质粘土在我国沿海地区分布很广,它具有高压缩性、高含水量、高渗透性、低剪切强度等特点,如果不加以适当的治理,很容易造成上层建筑的稳定性。
目前,我国已有多种处理软弱地基的方法,包括:复合地基法、排水固结法、强夯法等。
真空联合预压法是一种将堆载预压法与真空预压法相结合而成的排水固结法,具有工期短,固结加快,工后沉降减小,土方减少等优点,适合于沿海地区的施工。
1真空联合堆载预压法原理介绍所谓“真空预压”,就是用一种薄膜将软基与大气隔离开来,利用射流泵将真空抽干,然后用沙垫上的垂直排水袋和管子将水和空气抽干,在沙垫层上形成一个负压,负压通过垂直排水袋和管子向更深的地方扩展到四边土体,形成一个压差,在这个压差的作用下,四边土体内的水分被排出,然后由排气管排出,当孔压下降后,上部就会发生压缩和固化。
因此,从整体上看,真空预压实际上就是把地下水抽出来。
图1真空联合堆载预压法原理“堆载预压法”是指在软弱地基中形成水平、垂直方向的排水,然后在地表进行堆载预压,使软土中的孔隙水沿着排水板的沟槽排到沙垫层,使软弱地基的沉陷速度加快,使其更牢固。
图2土层分布真空-联合堆载预压法的发展是建立在上述真空预压法之上的,它是将堆载与预压相结合的方法,即在堆载的过程中进行真空加载,从而保证土壤的固结。
真空联合——堆载预压法在软基加固中的应用与探讨
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摘 要 :介 绍 了真 空联 合 堆 载 预压 这 种
软 土 地 基处 理 方 法 在 实 际 施 工 中 的运 用 ,
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真 空联 合一 堆 载预 压 法在 软 基加 固 中的应 用 与探 讨
其下为流 塑状大 ,厚度达 2 3 2 8米的 4. 9. 高压缩性软土。采取真空联合堆 载预压 、 排水 板 结 合等 载 、静 压 预 制 管桩 等 软 基 处 理方 法 。主 要 采用 真 空 联 合 堆载 预 压 这 种 适 用 于 软 土 层深 厚 以 及 填土 高的 桥 头 路 段 的 处 理 方 法 。 其 中 塑 料 排 水 板 共 3 5 81 m ,土工布面积 2 7 3 ,真空 堆 95 5 354 载面 积 1 9 2 m 0 13 二 、 真 空 联合 堆 载 预 压 法 工 艺 流 程 真空 一 堆载 联 合预 压 法 主要 工艺 有 铺 设砂 垫 层 、打 设 排 水 板 、开 挖密 封 沟 、 安 土 。 埋 排 水 管 、铺 设 两 布 两膜 、抽 真 空 及路 基 ③抽 真 空 设 备 的 施 工 填 筑 堆 载等 工 序 。工 艺 流 程 如 图 1: 抽 真 空 设备 主 要 包 括 出 膜 装 置和 真 空 泵 。出 置是 匝 亘 匝 一 匝围 射流 真 空 装 膜 装 联 接 指 膜 下 的 主 管 与膜 外 ‘ 的抽 置相 的 一 种 装 置 。 该 装 置 使整 个 膜 内 、 膜 外抽 真 空 系 统 形 成 一个 有 机 的整 体 ,使 管 路 系统 连 接 、通 畅 ,同时 又使 薄 膜 不 漏 气 。该 装 置 是 在 主 管 的 出 口 部 位 联 接 一 个带 有 法 兰 盘 的 弯 曲钢 管 ,该 法兰 盘 上焊 有 4 个 固定 的 螺杆 ,实 施时 先 三 .真 空堆 载 联 合预 压法 在 宁 波 绕 成 在 膜 内法 兰 盘 上 放 置 一 个 密 封 橡 胶 垫 圈 , 高公 速 软 基 路 段 的 应 用 分 析 将 密 封 膜 穿过 固 定 的 螺 杆 置 于 法 兰 盘 上 , 再 将 膜 外 的 垫 圈 和 有 4 孔 的 膜 外 法 兰 盘 置 ( ) 具 体 工 程 应 用 一 针 对 本 工程 ,其 工 艺 流程 按 如 下 顺 序 于 膜 上 , 将 弯管 与 法 兰 盘 联 接 ,就 形 成 了 出膜 装 置 ,再 通 过 钢 丝 螺 纹橡 胶 软 管 就 把 进行 ; 抽 真 空 装 置和 膜 下 的 管 路 系 统联 系起 来 , 1. 砂垫 层的铺 设 砂垫 层的 作 用 是 在真 空及 堆 载 预 压过 形 成 一 个 抽 气 系统 。 程 中 ,使 土体 通 过 竖 向 排 水体 进 入 垫 层 的 真 空 射 流 泵 包括 离心 泵 、射 流 喷 嘴 和 渗 流 水 迅速 地 排 出 ,使 土 层 的 固结 能 正 常 循 环 水 箱 。 本 研 究 中 使 用 的 离 心 泵 为 进 行 ,防止 土 颗 粒 堵 塞 排 水 系统 , 同时 也 3 BA一9型 7. k 的水泵 。射 流喷 嘴和循环 5w 起 向 竖 向 排水 体 传递 真空 度的 作 用 。 因 而 水 箱 由玻 璃 钢 制 成 。 ’ 垫 层 的 质量 将 直 接关 系到 加 固效 果 和预 压 ④抽 气 阶 段 施 工 要 求 与 质 量 要 求 时 间 的长 短 。 1 )保持 射流 箱 内满水和 低 温 ,射流 装 置空 载情况下 均应超 过 90kPa;经常检 查 2.塑料 排水板 打设 竖 向排水 体在 真 空 一 堆 载 联 合预 压法 各项 记 录 ,发现 异 常现 象 ,如 膜 内 真空 度 中非 常重 要 ,它 起 到 传递 真 空 度 和 排水 通 值小于 8 k ,应 尽快分 析原 因并采 取 0 Pa等 道 的 作用 。本 工 程 中应 用 的竖 向排 水体 是 措 施补 救 ;下料 时应 根 据 不 同 季 节 预 留 塑 塑料 排水 板 .塑料 排 水 带 的 施 工 质量 在 很 料 膜 伸 缩 量 ;热 合时 ,每 幅 塑 料 膜 的拉 力 大程 度上 取 决 于 施 工机 械 的 性 能 , 有时 会 应 基本 相 同 ,防 止 密 封 膜 形 状 不正 规 , 不 成 为 制约 施 工 的 重要 因素 。这 里 采 用 履带 符 合 设 计 要 求 ; 式 插 板 机 ,导管 采用 菱 形 加矩 形管 靴 ,为 2)在 铺设 滤水 管时 ,滤 水管 之 间要连 接 牢 固 ,选 用合 适 滤 水 层 且 包 裹严 实 ,避 静压 的打设工艺。 3. 空预 压施 工工 艺 真 免 抽 气 后杂 物 进 入 射 流 装 置 ; 3 )铺膜 前应 用 砂 料 把 砂 井 空 填 充 密 ① 主 管 、滤 管 的 布 置 埋 干砂 垫 层 中 的 管道 分 主 管 和 滤管 两 实 ,密 封膜 破 裂 后 ,可 用 砂料 把 井 孔 填 充 种 ,其 作 用是 传 递 真 空 压 力 以及 将 从 土 中 密 实 至 砂垫 层顶 面 ,然后 分 层 把密 封 膜 粘 已 流至 砂垫 层 中的水 ,通 过这 两种 管 道 输 牢 ,以 防 止 砂 井 孔 处 下 沉 密 封 膜 破 裂 ; 4)抽 气阶 段 质量 要 求达 到膜 内 真空 大 送 到膜 外 抽 真 空 装 置 的水 箱 内 。主 管 和 滤 管 的管材 可以 是 自来水 管或 PV C 管 。 干 80kPa;停止 预压时 地基 固结度 要求大 主 、滤 管 的平 面 布 置 一 般 采 用 条形 或 干 设计 要 求 ;预 压 的 沉 降稳 定 标 准 为 连 续 鱼 刺形 排 列 ,本 工程 中的 主 、滤 管 布 置形 5 d,实测沉 降速率 不大干 2m m。 式 为双 排 鱼 刺 形 。并 在 适 当位 置 放 置循 环 4. 基碾 压和 填筑 路 由于试 验 段 穿 越 平 原 稻 田 区 , 土 源 较 管 , 各 管 之 间 的 连 接 采 用 橡 胶 软 管 软 连 接 ,以 适 应 场地 的不 均 匀沉 降 。 缺 , 因此 只 能开 采路 线 附 近 的 山 地作 为填 滤 水 管 埋 设 在 水 平 排 水 砂 垫 层 的 中 料 。路 堤 的压 实 视 材 料 及 粒 径 而 确 定 , 最
真空联合堆载预压法加固软土地基的试验
回归分析法
对试验数据进行回归分析,找出加固效果与影 响因素之间的数学关系。
数值模拟法
利用数值模拟软件对加固过程进行模拟,验证加固方案的可行性和有效性。
试验结果分析结果
加固效果显著
通过对比分析,发现加固后的软土地基承载力得到显著提高,沉降 量明显减小。
影响因素分析
通过回归分析,发现加固效果与土层厚度、土层性质、堆载压力等 因素有关。其中,土层厚度和土层性质对加固效果影响较大。
数值模拟验证
通过数值模拟,发现加固方案能够有效提高软土地基的承载力和减小 沉降量,与试验结果一致。
05
结论与建议
结论总结
成功应用
真空联合堆载预压法在加固软土地基方面取得了显著的成 功。通过该方法,地基的强度和稳定性得到了显著提高, 满足了工程要求。
效果显著
与传统的地基加固方法相比,真空联合堆载预压法具有更 高的加固效果。它能够有效地减少地基沉降,提高地基的 承载能力。
适用性广
真空联合堆载预压法适用于各种类型的软土地基,如淤泥 质土、粘土和粉质土等。它可以根据不同的地基条件进行 灵活调整,具有广泛的适用性。
建议与展望
进一步研究
虽然真空联合堆载预压法在加固软土地基方面取得了显著成果,但仍需要进一步研究其加 固机理和影响因素。通过深入研究,可以进一步提高该方法的加固效果和适用范围。
THANKS
谢谢您的观看
试验数据收集与整理
数据来源
试验数据来源于现场观测、土工试验、室内试验和数 值模拟等多种方法。
数据整理
对收集到的数据进行整理,包括数据筛选、分类、统 计和计算等。
数据可靠性
确保试验数据的准确性和可靠性,对异常数据进行处 理和修正。
真空联合堆载预压法在软基处理中的运用浅析
真空联合堆载预压法在软基处理中的运用浅析0. 引言堆载预压法作为软基处理方法,适用于处理强度低、压缩性大、渗透性能差、承载力低的海相淤泥。
经过多年的施工及推广,已经在我国沿海及东南亚地区大面积推广应用。
尽管软基处理效果明显,但该方法施工周期长,堆载附加荷载周转难度大。
在堆载预压法的基础上,通过真空泵将土体中的空气和水抽出,借助大气压的负压及堆载产生的附加应力的双重作用,段时间内强制排出孔隙水,减小孔隙比,快速有效提高软弱地基承载力和弹性模量的方法即为真空联合堆载预压法。
该软基处理方法在越南沿海一期火力发电厂项目中得到了有效的运用。
1.项目概况越南沿海电厂一期工程位于越南茶荣省沿海市。
厂址夹于湄公河入南海的两条支流入海口之间,地貌属典型的海陆交互作用形成的三角洲,冲积平原边缘的河滩地。
厂址区域内地势平缓,原场地标高约0.40~1.20m(越南Hon Dau高程系统)。
场地分布有大量鱼塘,局部区域生长少量低矮灌木树丛和红树林。
由于场内淤泥层深厚,软土层在16~30m厚,因此須进行地基处理。
淤泥层物理力学性能指标如下:根据设计技术要求,加固软土层范围内的平均固结度应≥90%,承载力应不小于110kPa。
经最后确定,选用真空联合堆载预压法来进行软基处理。
真空联合堆载预压法对于场地面积有着严格要求,面积过大则无法确保膜下真空度达到80kPa的负压,面积过小将影响施工的连续推进。
以全厂处理范围为最大边界,在结合现场场地实际情况及各区域探摸结果,综合考虑了真空联合堆载预压工艺对压膜沟和密封墙的要求,最终确定了将整个电厂划分为19个处理区域,每个分区面积约在20000-32000平方米不等。
2. 施工工艺2.1 水平砂垫层的选用和施工一般工程均选用中粗砂作为水平排水砂垫层,但由于本工程中粗砂材料十分缺乏,外购费用太高,考虑到现有场地原自然地面以上,已回填有约3m~3.8m厚砂层,为节省工期及降低工程造价,依据我国已有在越南当地施工的成功经验,可利用该部分回填砂作为水平排水通道。
浅析真空预联合堆载预压法在处理淤泥质软土地基方面的优势
浅析真空预联合堆载预压法在处理淤泥质软土地基方面的优势摘要:本文主要介绍了软土地基的概念,工程界常用的地基加固方法和工作原理,并且重点介绍了真空预压排水法的概念和加固机理、堆载法的机理。
通过对比分析可知,真空预联合堆载预压法和其他方法相比,在处理淤泥质软土地基方面具有独到的优势,在沿海地区具有广阔的应用前景。
关键词:真空联合堆载预压;加固机理;比较分析1 真空排水预压法1.1 真空排水预压法概念真空排水预压法加固软土地基的方法属于排水固结法的一种,是处理软弱粘土地基的有效方法之一。
运用该法加固软土地基时,一般来说都是先在欲加固的软土地基上,打设一定间距的塑料排水板或袋装砂井(通称垂直排水通道),然后在地面上铺设一定厚度的砂垫层,再将不透气的薄膜铺设在砂垫层上,借助于埋设在砂垫层中的管道,通过抽真空装置将膜下土体中的空气和水抽出,使土体得以排水固结,土体的强度同时也得到增长,达到加固的目的,如图1-1。
真空排水预压法由排水系统、加压系统和密封系统三部分组成[1]。
排水系统:设置排水系统的目的主要在于改变地基原有的排水边界条件,借助排水系统来传递真空压力,增加孔隙水排出的途径、缩短排水间距,减少加固时间。
加压系统:对加固区产生固结作用的荷载,使地基土的有效固结压力增加而产生固结。
密封系统:对加固区域起密封作用,保证加压系统产生的荷载能持久、稳定地作用于加固区,是真空预压加固取得效果的关键因素。
3 真空联合堆载预压法的优势3.1 真空联合堆载预压法与堆载预压法相比(1)稳定性好由于堆载预压处理地基时增加了土体的总应力,并且在加载的瞬间土体中孔隙水压力最大,这时土体容易发生侧向挤出变形,如果某一级堆载过高过快,有可能造成路基失稳。
真空预压法在加载地基土时,总应力不会发生改变,孔隙水压力反而会降低。
孔隙水压力是一种球形应力,不会造成土体发生侧向挤出变形和剪切破坏,发生的只有收缩变形[3][5]。
因此真空联合堆载预压加固地基时,堆载造成土体的侧向挤出变形与真空预压导致的侧向收缩变形相互抵消,地基不会因为堆载速度过快而产生失稳。
真空联合堆载预压加固吹填软基工艺探讨
Dic s i n o n oi to c o o y o c um eo d ngCo bi d wih s u so n Co s lda i n Te hn l g fVa u Pr l a i m ne t
S r h r eP e o d n v rDr d e l d S f o n u c a g r l a i g o e e g rFi e o t l Gr u d
该 T 程 软基 处 理 面积 大 。 同深度 大 , 基 淤 泥 加 软 无 在进 行 真空 预 吹 填后 的陆域 软层 具 有 高含水 量 、 压缩 性 、 强 度 、 呈 流 塑状 态 , 法 承 载大 型机 械 荷 载 , 高 低
低渗 透性 等特点 , 不能满 足工程 建设 的需要 。 为提高地 压 和 堆 载 预压 前 需 对 原 滩 面 做 前 期 处 理 以提 高地 基
笔 者结 合某 地 区海 堤 远期 软 土地 基 处 理 工程 , 对 组成 Ⅲ 。排水 系 统 由排水 板 、 中粗砂 垫 层 、 波纹 滤 管组 真 空联合 堆 载预压 法 的施 工 _ 艺进行 研讨 。 丁
1 工 程 概 况
某沿 海 城市 海 堤远 期 工程 位 于潮 问带 海滩 上 , 淤 空 预压 法 的 同时在 地 基上 部 进行 堆 载 。 真空 预 压 与上 泥底 标高 为一 1 ~一 01 局部 地势 变化较 大 。工程 部堆 载联 合作 用就形 成 了真空 联合 堆载 预压法 。 3. 0 1 . m,
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器 基 础 与 结 构 工 程
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真空联合堆载预压加固软基机理及工艺研究
真空联合堆载预压加固软基机理及工艺研究一、本文概述《真空联合堆载预压加固软基机理及工艺研究》一文旨在深入探讨真空联合堆载预压加固软基技术的机理及其在实际工程中的应用工艺。
作为一种高效的地基处理技术,真空联合堆载预压加固法近年来在国内外土木工程中得到了广泛的应用。
该技术结合了真空预压与堆载预压的优点,通过在地基中施加预压应力,加速地基土体的固结和排水,从而提高地基的承载能力和稳定性。
本文首先概述了真空联合堆载预压加固软基技术的发展历程和现状,分析了该技术在实际应用中面临的挑战和问题。
接着,文章详细阐述了真空联合堆载预压加固的机理,包括预压应力对地基土体的影响、土体的固结和排水过程以及地基承载能力的提升机制。
在此基础上,文章进一步探讨了真空联合堆载预压加固的工艺流程,包括施工前的准备、施工过程中的监控以及施工后的质量检测等方面。
通过本文的研究,旨在为土木工程师和研究人员提供有关真空联合堆载预压加固软基技术的全面、深入的理论依据和实践指导,推动该技术在土木工程领域的进一步发展和应用。
本文也希望为相关领域的研究提供有益的参考和借鉴。
二、真空联合堆载预压加固软基机理真空联合堆载预压加固软基技术是一种有效的地基处理方法,其机理在于通过真空预压和堆载预压两种方法的联合应用,实现对软基土体的加固和改善。
该技术的核心在于利用真空负压和堆载压力的共同作用,使软基土体产生固结和排水,从而提高地基的承载能力和稳定性。
在真空预压阶段,通过在软基表面铺设密封膜和真空管道,利用真空泵产生的负压,使软基内部的水分在压力差的作用下被抽出,从而实现土体的固结。
同时,由于真空负压的作用,软基土体的有效应力得到增加,土颗粒之间的接触压力增大,土体结构得到改善。
在堆载预压阶段,通过在软基上施加一定的堆载压力,使土体在压力作用下进一步固结和排水。
堆载压力可以模拟实际工程中的荷载情况,使软基在受力过程中逐渐适应和增强承载能力。
同时,堆载预压还可以促进土体的蠕变和沉降,使地基在加载过程中逐渐趋于稳定。
论真空联合堆载预压法在公路软基处理中的应用
论真空联合堆载预压法在公路软基处理中的应用在我国社会经济快速发展的背景下,科学技术的进步促进了我国公路建设的发展。
路基作为公路的关键组成部分,对整体公路的建设及路面的平整度具有重要作用。
在公路施工过程中,避免不了会遇到软土地基,就需要解决软基中存在的问题。
由于真空联合预压法具有良好的稳定性,并且能够减少路基的沉降量,从而确保公路施工的质量。
标签:公路路基;真空联合堆载预压法;软基;应用近年来,我国公路建设取得了较快的发展,施工技术也得到了完善。
由于真空联合堆载预压法具有工期短、造价低、节约材料以及加固效果好等优点,所以,在公路软基处理中得到了良好的应用。
地基的好坏直接影响着公路的整体质量,因此软基的处理已经成为我国公路施工中研究的重点。
公路工程建设不仅是我国经济健康发展的关键性因素,还成为了我国交通的重要枢纽。
在公路施工过程中,就需要施工人员加强施工质量的管理,按照施工标准要求进行施工,从而确保公路的高质量。
1 真空联合堆载预压加固机理对于真空联合堆载预压法来说,实际上就是真空预压法和堆载预压法的组合。
根据试验和实践证明,在负压的作用下,地基进行堆载;在正负压共同作用的条件下,地基进行叠加。
在真空预压的基础上,真空联合堆载预压通过使用路基填筑的方式来增加外载,不仅提高了软土中孔隙水压力,而且还使软土和排水通道中孔隙水压力差得到进一步增加。
在堆土荷载和水压力差的作用下,土体中的空隙水就会不断地排出来,从而使软土排水固结得到了进一步提高,以此来达到施工要求的目的。
2 真空预压法与堆载预压法对软基加固的处理2.1 堆载预压法对软基加固的处理对于堆载预压法来说,则是以块石和土料等作为荷载,对需要加固的软基实施预压作业。
为了提高加固的效率,使固结得到进一步的加固,就需要在地基中搭建一定深度的塑料排水板,在堆载荷载的作用下,软基就会产生正超静水压力。
然后经过一段时间后,超静水压力就会逐渐地消失,土中的有效应力就会逐渐地增加,从而地基就会得到有效的固结,导致垂直变形的出现。
真空联合堆载预压法在软基处理中的应用
真空联合堆载预压法在软基处理中的应用摘要文章从真空联合堆载预压的原理,施工工艺以及真空联合堆载预压监测内容及意义等方面阐述此法在软基处理中的应用。
关键词真空联合堆载预压;软基;应用1真空联合堆载预压的原理真空预压是将要处理的软基封闭后,抽真空对软基处理范围内的软基形成负压,使软基两侧的孔隙压力降低,软基中原来孔隙压力便与两侧的孔隙压力形成一定的压力差,在此压力差的作用下使空隙水顺排水板流出,以此达到加固软基的效果。
真空度越高,加固效果越好。
堆载预压是指通过在软基上加载一定的重量的填土,在此重力作用下使软基中的空隙水沿塑料排水板排出,逐渐固结。
真空联合堆载预压法是在真空联合堆载预压法基础上发展起来的,是真空预压和堆载预压两种加固方法的叠加,在堆载预压的同时再加一真空荷载同时作用,促使土体充分固结压缩。
2施工工艺场地地表水疏干→场地平整铺设一层土工布→铺设下层风化砂垫层→打设粘土帷幕桩→打设塑料排水板→观测设备埋设→埋设真空分布管→铺设上层排水砂垫层→铺设密封膜→真空泵安装连接→抽真空→堆载预压→监测→横向粘土帷幕桩加固→卸载。
3施工技术要求1)铺设垫层之前必须先进行场地地表水疏干、整平场地铺设一层土工布,其上铺设下垫层。
2)排水砂垫层应选用透水性好的中粗砂,其渗透系数不小于1.0×10-2cm/s,能起到一定的反滤作用,避免土颗粒渗入垫层的空隙中阻塞排水通道。
干密度应大于1.5t/m3含泥量小于3%。
3)打设塑料排水板的平面间距偏差不得大于50mm,垂直度偏差不得大于1.5%,拔管后露出排水砂垫层的塑料排水板长度为200mm,另外塑料排水板不得搭接。
另外,在打设塑料排水板时应该注意塑料排水板在打设过程中防止淤泥进入带芯堵塞疏水口影响排水板的排水效果。
塑料排水板打设完毕后,应先清洗排水砂垫层内塑料排水板周边的淤泥,使排水及真空传递压力连接顺畅。
4)真空分布虑管的布设。
虑管一般设在排水砂垫层中部,虑管周围必须用砂填实、严禁架空、漏填,并应防止尖锐物露出排水砂垫层顶面刺穿密封膜。
李正中-真空联合堆载预压加固软基技术(地基处理技术课程论文)
真空联合堆载预压加固软基技术(地基处理技术课程论文)李正中200920166001土木工程学院道路与铁道工程专业2010年6月真空联合堆载预压加固软基技术与一般公路相比,高等级公路对路基、路面的要求更高,不仅要求路堤稳定,而且对工后沉降有较高要求,特别是需要严格控制工后不均匀沉降量。
我国沿海一带的软土地区建有较多的高等级公路,而软土具有强度低、含水量大、渗透性差、高压缩性等特点。
在该地区建设高等级公路,路基将由于固结和变形会产生很大的沉降和不均匀沉降,而且沉降延续的时间很长。
从已建软土地基上高等级公路运行情况看,工后沉降特别大。
目前,在高等级公路软基处理设计中常用的方法可分为两大类:土质改良法与复合地基法。
前者包括排水固结法、强夯法及其他方法;后者包括水泥土桩复合地基、碎石桩复合地基、低强度桩复合地基与加筋土复合地基等。
在土质改良法中,排水固结法是一种较好的地基处理方法,该法包括堆载预压法、真空排水预压法与真空联合堆载预压法等,其中堆载预压方法在软基处理中比较常见,该法易施工,造价较低,但工期较长;而真空排水预压法具有不需要堆载材料,无噪声,易施工,工期相对较短的优点;将此二者结合形成真空联合堆载预压法,与堆载预压法相比虽造价稍高,但具有工期短、加固效果明显等优势,尤其适用于软土地区高等级公路的建设中。
真空联合堆载预压机理明确,该技术最早在50年代初就已经提出,并在国内外的许多工程中得到应用,从施工角度而言,该技术已相对成熟,但是该方法的理论研究却远远落后于工程实践的需要,虽然有大量将该技术应用于软基处理的过程实例,但对其机理的研究、设计的改进和施工工艺的优化等方面仍存在严重不足,需要做更加深入的研究。
1 真空联合堆载预压法简介真空联合堆载预压法是由真空预压与堆载预压两部分组成。
真空预压法加固软土地基的第一步工序为场地平整,再铺设厚30cm的卵砾层,既作为水平排水体的一部分,又方便插板机械在其上行走。
真空—堆载联合预压法在软基加固中的应用
真空—堆载联合预压法在软基加固中的应用真空-堆载联合预压法是真空预压法及堆载预压法基础上发展下来的产物,二者均属于排水固结法,主要应用于大沉降、稳定性较差的软土路堤的地基处理中,是目前高速公路软基加固中较为常见的一种技术。
将该技术应用到公路施工中,可大大缩短预压时间,缩短工程交期,节省人工,节约施工成本,经济效益较为显著。
本文围绕真空-堆载联合预压法在软基加固中的应用进行了详细阐述,分析了真空-堆载联合预压加固软基的基本原理及施工过程,并通过观测试验资料总结了其应用效果。
标签:真空预压、堆载预压、加固软基、联合众所周知,真空-堆载联合预压法是目前高速公路软基加固中较为常见的一种技术,其主要应用于大沉降、稳定性较差的软土路堤的地基处理中。
软土层较厚区域应用真空-堆载联合预压法进行施工,可大大缩短预压时间,缩短工程交期,而且真空预压需要的人工堆载数量较少,大大节省了人工,节约了施工成本,提高了施工效率。
真空-堆载联合预压法的加固机理是在压力差作用下,使软土层的孔隙水加速向外排出,进而地下水位下降,增加施工期间沉降量,从而达到加固软基及保障地基稳定性的目的。
沿海地区是带动我国经济发展的重要区域,但该区域软土层较多且具有土层厚、水量高、强度低及渗透性差等特点,给当地建筑施工带来了一定的麻烦,建筑结构常遇到稳定性差及沉降等问题。
因此,地基加固显得尤为重要。
探讨真空-堆载联合预压法在软基加固中的应用,具有非常重要的现实意义。
1.真空-堆载联合预压加固原理概述1.1真空预压加固软基概述真空预压加固原理是在外荷不变的前提基础上,通过抽真空使薄膜内外产生压力差,从而达到加固软基的作用。
首先,需要将砂砾垫层铺设于待加固的软基层表面,以此当作水平排水体。
其次,打设宽度为1至1.5米的袋装砂井或塑料板(用于排气排水),并将不透气的、密封性较好的、薄膜铺设于砂垫层上。
然后,借助砂垫层管道作用,并利用抽真空装置将位于薄膜下面土体中的水和空气抽出。
真空联合堆载预压在加固软土路基中的应用
真空联合堆载预压在加固软土路基中的应用摘要真空联合堆载预压方法已广泛应用于处理高等级公路的软土路基,与常规的堆载预压法对比,该方法能有效地降低工后沉降,节约工期,并能保证路基的稳定性,通过工程实例,阐述了真空联合堆载方法的加固机理及施工工艺,并通过对现场检测资料的分析,说明该方法用于加固软土路基所取得的良好效果。
关键词真空联合堆载预压软土路基加固施工工艺随着我国公路建设的不断发展,高等级公路也越来越多,在深厚软土地基上修建高等级公路,且满足稳定和沉降要求,需要对地基进行有效的经济处理措施。
软土具有高含水量、大孔隙、低密度、低强度、高压缩性、低透水性及中高等灵敏度的特点,该类土压缩沉降量大,排水固结缓慢,沉降稳定时间很长,地基稳定性差,导致路基的承载力和稳定性常常不够,难以满足工程建设的需要。
真空联合堆载预压法是在真空预压技术和堆载预压技术基础上联合发展起来的一种软基加固技术,具有施工快捷、工期短、安全稳定,无需堆载材料(直接填筑路基相当于堆载)经济有效等优点。
真空联合堆载预压法是一种经济合理、技术可行的高等级公路深厚软基处理方法,在软土路基中不断得到推广应用。
1真空联合堆载预压法的加固机理真空联合堆载预压法是在堆载预压的同时借助大气压力,使二者联合发挥作用,加快土体固结,其原理就是利用密封膜使软土路基与大气隔离,采用抽气设备将土体中的空气抽出,形成真空,同时在地表砂垫层上产生负压,该负压通过真空管路向下延伸,并在四周土体中扩散,使加固土体内部与排水通道砂垫层之间产生压差,在此压差作用下,土体中的空隙水不断由垂直排水通道(塑料排水板)和水平纵横向排水通道(虑管)排出,造成空隙水压力的降低,最终使土体固结压密。
根据太沙基有效应力原理公式,其过程可以表示为δ+δ1=μ1+δ1,+μ2+δ2,式中:δ表示土中原有的总应力δ1表示堆载产生的总应力δ1,δ2,表示骨架承担的有效应力μ1表示堆载产生的超孔隙水压力的绝对值μ2表示真空度产生的孔隙水压力的绝对值从上式可以看出,真空联合堆载预压就是通过增加总压力的同时减少孔隙水压力来增加土体的有效应力,从而加速土体的固结与沉降。
浅谈软基处理方法之一真空联合堆载预压 谢建平
浅谈软基处理方法之一真空联合堆载预压谢建平摘要:随着城市的发展,土地的开发需求越来越大,除了开山辟地,最近几十年来许多滩涂和软土地区都被陆续开发,针对沿海发达城市的土地更为紧张,为了维持城市的发展,纷纷进行围填海造地或者建造堤防工程以保证人民的生命财产安全。
由于吹填造地陆域形成的地基非常软弱,需要对其进行一定的软基处理,以此加强土体的固结度和提高地基的稳定性。
本文主要对围填海吹填造地陆域形成软基处理一些主要处理方式方法和措施进行发表个人见解,希望与大家共同交流心得。
关键词:淤泥、软基处理、真空预压、堆载前言软基一般是指不良地基、特殊土、软弱地基,常见于海滨、湖沼、滩涂、围填海形成陆域,一般为淤泥及淤泥质土、粉细砂、粉土和粉质土、砂土、砂砾石等其他类土。
其具有含水量高、孔隙比大、抗剪强度低、压缩性高、渗透性差、具有结构性、流变性、不均匀性等特点。
一、软弱地基变形特点对于软弱土体地基来说,一般存在淤泥或淤泥质土较厚的情况,甚至连续成片分布的特点,软弱地基一般变形量大;压缩稳定所需的时间长;侧向变形比一般的土体大。
变形量大:由于软弱土体主要为淤泥或淤质土,其自身的含水量较大,水分不易自排出来;压缩稳定所需的时间长:尽管孔隙比较大,但单个孔隙较细,孔中的水很难流动,透水较低,饱和土受荷载作用后,水不能尽快排出,变形也只能慢慢进行。
侧向变形:比一般的土体大,而且侧向变形与竖向变形之比在相同条件下比一般土体大。
二、软基处理的作用结合软基的贴点,对于未做软基处理的地基容易出现塌陷、沉降,因此如果在该片软土地基上建设高楼大厦或其他构筑物,则必须进行软基处理,采用相关方法对土体进行加固固结,从而减少不均匀沉降量和增加地基的稳定性,为未来大型构筑物的建设提供一个良好的地基基础。
软基处理的主要作用:提高地基土的抗剪强度;改善地基土的变形性质;改善地基土的渗透性和渗透稳定;提高地基土的抗震能力;消除黄土湿陷性,膨胀土胀缩性。
关于市政工程真空联合堆载预压软基处理技术的探讨
关于市政工程真空联合堆载预压软基处理技术的探讨发表时间:2018-04-12T14:10:17.150Z 来源:《建筑学研究前沿》2017年第32期作者:张锐彬[导读] 真空预压及真空联合堆载预压法是加固软土地基的有效方法,尤其是对于含水量大、压缩性高、强度低、透水性差。
珠海航空城工程建设有限公司广东珠海 519040摘要:市政工程真空联合堆载预压法是在真空预压和堆载预压基础上发展起来的一种软基处理方法,它具有真空预压和堆载预压的双重效果,适用于设计荷载大,承载力要求高的工程。
因此,本文结合工程实例,就真空联合堆载预压法在软土地基处理施工技术进行探讨,并对施工进行科学的检测。
关键词:市政道路工程;真空联合堆载预压;软土地基处理前言:真空预压及真空联合堆载预压法是加固软土地基的有效方法,尤其是对于含水量大、压缩性高、强度低、透水性差、埋藏深厚的软黏土有着较好的处理效果,它能够消除大部分的软土固结沉降,减少工后沉降,在一定程度上提高地基承载力。
该方法已广泛运用。
一、工法特点(1)地基土在真空荷载(真空度达到 80kPa,相当于4m 左右的堆土荷载)和堆载联合作用下发生固结,固结应力大,加固效果明显。
(2)在抽真空过程中,地基土与竖向排水体及垫层间的水头差增大,使地基土的孔隙水加速排出,加速了地基土的固结。
同时为路基填土连续施工提供了保证,这样就大大缩短了施工工期。
(3)在真空预压作用下,土体在加固过程中的侧向变形指向加固体内,结果使得堆载引起的侧向挤出变形与之相抵消,因而真空联合堆载预压法加固软基牢固稳定。
(4)真空预压加固深度较大,影响深度可达竖向排水体以下2~ 3m,尤其适合加固深厚软土层。
这相对于粉喷桩等处理深度不超过15m方案,工程适用范围要大得多。
二、软基处理方案选择软土地基厚度较大、含水率高、压缩性高、工程性质差,对软土地基的处理效果决定了道路建成后的工后沉降大小。
城市主干道工后沉降标准为≤30cm,城市次干道为≤50cm,由于市政道路的特殊性,管廊等小型构筑物(箱涵、人行通道)工后沉降≤20cm。
真空联合堆载预压法在市政公路软基加固中的应用
真空联合堆载预压法在市政公路软基加固中的应用摘要:文章通过对堆载预压、真空预压不同加固原理的分析研究,介绍了真空联合堆载预压加固法的加固机理,阐明了软基加固真空联合堆载预压法的应用设计,并通过实际工程,探究了真空堆载联合预压法在市政公路软基加固中的施工工艺,旨在对真空联合堆载预压法在工程中的推广应用有所裨益。
关键词:软基加固;沉降;真空联合堆载预压法;有效应力随着我国国民经济的发展,市政公路的建设一日千里。
在市政公路施工中,经常会遇到软土路基的问题。
软土具有含水率高、压缩性大、强度低以及渗透性差等特点,软土路基容易出现稳定性、沉降大和不均匀沉降等问题。
为符合施工稳定、沉降需求,应采取一定的措施对软土路基问题进行处理。
目前市政公路建设中软基处理的方法较多,有置换法、排水固结法、灌入固化物法、挤密与振密法、加筋法等。
其中,真空联合堆载预压法是从真空预压和堆载预压基础上发展起来的新一代软基处理方法,在工程的实践中具有很大的优越性。
1 真空联合堆载预压加固机理1.1 堆载预压加固软基原理预压与排水为堆载预压加固软基法的重要组成部分。
其原理为将大于或等于设计使用荷载施加给软基表面,通过一定预压完成80%到95%沉降,卸载在预压后进行,如部分回弹情况出现在地基,需利用合作进行再次沉降,以此对设计规定进行最大限度满足,并对地基承载力进行有效提升。
1.2 真空预压加固软基原理真空预压是将塑料排水板与砂井等竖向排水通道设置到软土地基,并将砂垫层、水平抽水通道铺设到表面,随后将密封膜覆盖到其上方,随后利用真空泵抽出膜内气体与水,在膜内将有气压差(80kPa)的产生,以此排出软土内的水分,达到软基加固的作用。
1.3 真空联合堆载预压原理软基选取真空联合堆载预压法加固,可利用真空压力与堆载使土体内的孔隙水压力出现不平衡的水压力,在这种不平衡力的作用下可利用竖向排水体将孔隙水排除,进而达到土体固结变形的目的。
真空联合堆载预压法具备以上两种方式的施工效果,其中联合预压过程中将产生有效应力改变,如图1所示。
真空联合堆载预压法高速公路软基加固中的应用
真空联合堆载预压法高速公路软基加固中的应用罗道银核工业华南建设工程集团公司摘要:本文主要针对真空联合堆载预压法在高速公路软基加固中的应用展开了探讨,对加固机理作了说明,系统阐述了软基处理方案的设计,并对加固的效果作了分析,以期能为有关方面的需要提供参考和借鉴。
关键词:真空联合堆载预压法;高速公路;软基加固我国软土地基分布广泛,由于软土地基具有着透水性弱,抗剪强度低等特点,决定了我们在软土地基上施工时必须要对其进行加固处理。
在高速公路的软基加固处理过程中,应用真空联合堆载预压法对软件进行加固,将可以大大减少工期,且控制工后沉降效果好,值得我们推广应用。
基于此,本文就真空联合堆载预压法在高速公路软基加固中的应用进行了探讨,相信对有关方面的需要能有一定的帮助。
1 加固机理分析1.1 堆载预压法排水固结法的基本理论是太沙基的有效应力原理:σ=σ'+μ。
其中σ为总应力,σ'为有效应力,μ为孔隙水压力。
而就整个土体而言,这三个参数的变化与土体的变形和强度变化有着密切关系。
而堆载预压法的本质就是通过设置竖向排水板和砂垫层,在其上进行堆载增加总应力,从而排出系统内的孔隙水,使得孔隙水压力转化为土体的有效应力,这样可以使软弱土基的强度得到增强。
1.2 真空预压法真空预压法则是通过抽真空的方式,在外荷载不变的情况下,使得薄膜下的地基形成负压,迅速降低孔隙水压力,进而增加有效应力的方法。
在抽真空前,密封膜内外的气压均为1个标准大气压(101.325kPa);抽真空后,密封膜下的压力随着水平排水垫层气体抽出而形成压力差,也即真空度。
在整个土基强度增长的过程中,土体空隙中的水、气等传递路径为:土体空隙中→竖向排水通道→地表水平排水垫层→真空滤管中→射流泵抽走。
而真空度的传递及渗流路径见图1。
图1 真空度的传递及渗流路径示意图1.3 真空联合堆载预压法真空联合堆载预压法与堆载预压法一样,主要包括两个系统,即固结排水系统和加压系统,主要的区别在于加压系统的不一样。
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真空联合堆载预压加固软基最优加荷速率探讨
作者:余海
来源:《城市建设理论研究》2013年第17期
摘要:真空堆载联合预压法是加固软土地基的一种有效的方法,但由于不注意加荷速率,经常会出现一些问题。
通过工程实践和对应力路线的分析,说明采用真空联合堆载预压法加固软基时,加荷速率控制的必要性。
然后在前人研究的基础上,通过孔压系数控制加荷速率的经验标准和现场的真空度观测数据,提出了适合真空联合堆载预压最优加荷速率。
最后分析发现表层沉降速率控制偏于保守,提出了真空堆载联合预压法加荷速率的综合控制法。
关键词:加载速率;控制;孔压系数;真空度
Abstract:Heap vacuum preloading method is an effective reinforcement of soft approach, but lack of attention to the loading rate, often there will be some problems. By engineering practice and stress analysis of the route, indicating that the use of vacuum preloading method combined reinforcing soft foundation, the loading rate control necessity. Then on the basis of previous studies by the pore pressure coefficient control standards and the experience of loading rate vacuum field observation data, proposed for the vacuum preloading combined optimal loading rate. Finally analysis found conservative rate control surface subsidence proposed heap vacuum preloading Fajia He rates the integrated control method.
Key words:Loading rate; control; pore pressure coefficient; vacuum
中图分类号:K826.16 文献标识码:A 文章编号:
真空联合堆载预压法以其工期短、经济效益好、环保等优点广泛应用于沿海地带的围海造陆工程中,以及变电站、工业厂房、港口后方堆场等软基加固工程中。
该方法主要能解决三方面的问题:一是工后沉降过大的问题;二是工期过长的问题;三是施工过程的稳定性问题。
经过实践证明,该方法在软基加固中能取得较好的效果。
然而在一些工程中,由于缺乏对该方法加固机理的深刻认识,盲目加快堆载速度,不控制加荷速率,工程中也出现了一些问题,发生了路提滑坡、坍方等事故。
事故给工程带来了巨大的损失,也延误了工期。
所以加载速率的控制就极为重要,在确保路基稳定性的前提下,以最优的的加荷速率施工,可带来显著的经济效益。
本文将就最优加荷速率的确定方法进行深入探讨。
1 控制加载速率的方法
目前控制加荷速率的方法主要有:
(1) 表层沉降速率(≤20mm/d)控制加载速率法;
(2) 土体内部侧向位移速率(≤5mm/d)控制加载速率法;
(3) 利用孔隙水压力系数(≤0.6)控制加荷速率
2 从应力路线角度分析控制加荷速率的必要性
对真空排水预压法来说,加固时土中有效应力在大小主应力的方向增加都为∆σ’应力圆仅发生移动,圆的大小不变,土中的剪应力保持不变。
在p’~q平面上的有效路径是从k0 线上H 点出发而平行于p’轴的直线。
无论∆σ’增加多少,都不会与破坏包线kf相交,因此地基不会出现失稳的状况。
如图1
图1 真空预压加固软基的应力路线
对堆载排水预压法来说,加荷一方面使平均应力增大了,另一方面应力圆的半径也增大了,即地基的强度和剪应力都增大了。
土体原处于k0 应力状态,位于p’~q图中的k0 线上,当加荷时,有效应力如图2所示
(a) 一级加荷
(b) 二级加荷
(c) 多级加荷
图2 堆载预压分级加荷的有效应力路线
(b)
图3 真空联合堆载预压加荷的有效应力路线
对真空联合堆载预压法来说,一般先进行真空预压,待膜下真空度达到80MPa以上处于稳定后再进行堆载预压,此时的应力路线如图3所示。
开始时有效应力路线是自k0线上的H点出发平行于p’轴的一段直线HD,处于k0线的下方。
在堆载开始后应力路线则从水平直线D点转向右上方,成斜线(一般p’轴夹角小于450)与到达G点,有效应力路线自图3(a)中D沿虚线向S点靠近。
若一次施加的荷载太大、太快,软土中将产生较大的正超静孔隙水压力,土体强度的增长有可能跟不上剪应力的增加,地基就有可能发生失稳剪切破坏。
此刻有效应力路线就有可能上扬而达到kf线上的S点。
若堆载分二级施加、加荷速率得到控制,那么总应力路线和有效应力路线的发展就如图3(b)所示。
第一级荷载自D点到E点,而在堆载加荷和处于休止期的同时,由真空荷载形成的有效应力在不
断增加,则有效应力路线也不断向右呈水平移动,从E点到F点。
当再施加第二级荷载时,则总应力路线自新的起点F转向右上方成斜线发展到达G’,而有效应力路线为F点到S’点。
虽然又上了一个台阶,但有效应力路线距kf线还很远,路基就处于安全稳定状态,就不会出现路堤坍塌与滑坡,这就是分级加荷的原因所在。
由于真空的作用,起始的有效应力路线都在k0 线下方,与单独堆载预压情况相比,起初堆载量和速率都可以大一些。
3 最优加荷速率计算
3.1 最优加荷速率公式的建立
通过对真空联合堆载预压加固地基土的应力路线分析和前人研究工作上,发现在软土地基不发生剪切破坏的情况下,随荷载增加,孔隙水压力近似地和荷载成比例增加,当孔隙水压力系数取最大值Af时,此时加荷速率即为最优加荷速率。
由前人推导的公式基础上得到如下计算公式:
(1) (2)
(3)
式中:C-第一级加荷前砂井中真空度(kPa);H-填土总厚度(m);h1-第一级填土厚度(m);h-第一级以后每级填土厚度(m);H’-填土总厚度H(m)减去第一级填土厚度h1(m);γ-填土重度(kN/m3);Af-孔隙水压力系数的最大值;λ2-第二级加荷时,孔隙水压力增量与荷载增量之比的最大值,以下简称荷载转换率;λ3-第三级加荷及以后各级加荷时时荷载转换率;v-孔隙水压力消散速率(kPa/d);t-每级填土间隔时间(d);
3.2 参数的确定
孔隙水压力系数的确定。