浅谈真空堆载联合预压加固软基法在高速公路中的应用

真空堆载联合预压加固软基法作 为一种新的高速公路软基的加固方 法 ，在施工造价 、工期以及环保等方 面都 比传统的方法具有优越性 ，但 是因为发展 的时间较短 ，真空堆载联合预压法在加固机理 、施工工艺 、 设计 思路 和加 固效果等方面都仍然存在着很多值得进一步研究和完善的 地方 ， 对此笔者将在今后的工作和学习中进行更深入 的研究和探讨 。
２ 真 空堆 载联 合预 压加 固法 现场 试验 研 究
２ １ 工 程 概 况 ．
４ 总结
观测工程位 于浙江省某高 速公路试验 段 ，该段路 基软土深 厚 ，采 用真空堆载联合预压法加固地基 ，处理 宽度约２ ｍ。其地层分布情况至 ５ 上 而下分别为 ：１ 素填土层 ，杂色 ，主要 由块石 、砂 碎石等组成 ，厚 ） ０５ ． ｍ左右 。２）粘土 ，灰色 ，可塑一硬塑状态 ，厚２２ 左右 。３）淤泥 ， ．ｍ 灰色 ，流塑状 ，含水量（； ％，孔隙ｔｅ＝ ． ，压缩模量Ｅ＝ ． ＭＰ ，厚 ；０ （ ． Ｌ ￣１ ２ ８ ｓ１０ ａ ３ ２． ０２ ｍ左右 ，为主要压缩层 。４）砾石 ，灰 黄色 ，中密状 ，粘性土含量小 于２％， ０ 厚度为２ ｍ， ． 埋深在２ ． ２ ． ８ ２ — ５ ｍ，天然 的排水层 ， ９ ７ 塑料排水板应 避免进入此层 。５）淤泥质粘土 ，深灰色 ，饱和 ，软塑 ，局部 为粘土 ， 厚度为４８ ．ｍ。６）卵石 ，稍 密一中密状 ，粘性土含量小 于２ ％，埋深在 ０ ３ ． ３ ． 为天然的排水层。 ０ —３ ｍ ５ ６
３ 真 空联 合堆 载预 压 的优点
１ ）真 空堆 载 联 合 预压 法 利 用 大气 作 为 一部 分 荷 载加 固地 基 ，可 以减 少大量借方和弃方，缩减了堆载预压材料的使用量，不仅可以节省大量的 费用 ，而且施工Ｔ艺较环保 ， 具有更高的社会效益和经济效益。２ 真空 ） 堆载联合预压法加固软土地基的过程中，地基在真空负压与堆载正压的相 互作用下 ，土体在加 固过程 中的侧 向变形指 向加 固体内 ，与堆载引起 的 向外的侧向变形相抵消 ， 在加载过程中不会发生地基失稳 ， 固过程安全 加 可靠 ，不需要刻意控制堆载施加速度 。３）真空堆载联合预压过程 中，由 于抽气产生真空，大气压差使土体中的封闭气泡排出 ，并且由于堆载产生 的压力 ，提高了孑 隙水排出的速度、加快了固结过程 ，缩短了固结时间。 Ｌ ４）真空预压加 固过程中土体产生 的向加固区内的变形 ，与堆载预压法产 生的垂直变形的联合作用使地基的加 效果更加 明显。加固后地基土的强 度可以提高２３ ，加固效 果明显 。５） －倍 真空堆载联合预压法中真空荷载使 土体产生等向固结过程 ，提高了土体的抗剪强度 ，同时增大了 无剪应力 ， 降低了堆载预压剪应力引起的地基的抗剪强度的衰减 。６ 真空荷载施加 ） 难度低 ，时间短 ， 地基土不会发生剪切破坏 ， 抽真空一段时间后路基填土 可以连续施加 ，不需间歇，大￣－ 短了施工期 。 Ｎ
２２ 施 工 情 况 ．
１ 真 空联合 堆载 预压 加 固机理
１ ）堆载预压法加固原理 。堆载预压法 主要通过堆载预压或超载预压 在软土基上施加荷载 ，使地基超静水压力消散 、有效应力增长以及地基土 强度提高。具体做法是在土基中打人沙井 ，增加土体中的总应力以提高土 中的孔隙水压力 ，等增加的孔隙水压力消散后再增加土体的有效应力 ，其 对地基 的加固效果跟堆载 的大小和超静孑 压的消散程度有直接关系。２） Ｌ 真空预压法加 固原理。真空预压法是借助抽 真空装置使土体中产生压力 差 ，使 孔 隙水 排 出 ，从 而 达到 加 固软 土 地基 的 目的 。其 具 体 做 法是 在 需 加 固的软土地基上覆盖一层不透气的膜使软基与大气隔绝 ，然后借助抽 真空装置和埋设在垫层 上的管道 ，在垫层和排水通道 中产生较高的真空 度 ，使土体 中压力差增大 ，孔 隙水逐渐流 到井 中而达到软基 加 固的 目 的 。真 空 预 压 法 是 在保 持 总 应 力 不 变 的 同时 使 孔 隙 水 压 力 降低 ，从 一 开 始就增加 了有效应力，其对地基的加 固效果依赖于真空度的稳定维持和 有效传 递。３ 真空联合堆 载预压 法的加固机 理。真空联合堆载预压法 ） 是真空预压法的基础上发展开来的 ， 该方法利用真空预压法 与堆载预压 法加固效果可以叠加 的特点 ，将真空预压法与堆载预压法结合在一起 同 时实施 ，联合施 工，以取得真空预压法 和堆载预压法不能达 到的效果 。 它是先对软土地基进行 真空预压 ，当膜 下真空度达 到设 计要求并稳 定 １２ ～ 周后 ，再 在薄膜上堆载进行预压 。其 实质 为 ，土体 同一 时间在薄膜 上 的堆载与薄膜下 的真空荷载联合作用下 ，加速排 出水分 ，加快固结 ， 从而提高土体强度 。我们设土体本来承受一个 大气压 Ｐ，进行真空预压 ｎ 时，膜下形成真空 ，其真空度换算成等效压力 为Ｐ ，压差Ｐ— ｎＰ使土体中 的水流向砂井。进行堆载预压时 ，通过压载 ，土体 中的压力增高至Ｐ ， ＾ 压差Ｐ－ ２Ｐ使土体 中的水流 向砂井。在真空堆载联合作 用时 ，两者 的压 差为Ｐ一（ ｏＰ ）。压差增大加速 了土体 中水 的排 出，减小 了土体 的孔 ， Ｐ— 隙 比，提高 了压密率，使沉降进一步消除，进一步提高了土体 的强度 。 真空联合堆载预压法在深厚软基上可以获得 比真空预压法更 大的预压荷 重 ，因而在实际工程中的应用极其广泛。
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关 键词 高速公 路 ；真空 堆载预压加 固软基法 ；深厚软基 中图分 类 号 ｕ 文献 标 识码 Ａ ４ 文章 编 号 １７ —６ １（ １）２—０ ３０ ６３９ ７一２ ０ ２ ０８— １ ０ ０
在我国东南沿海地区 ，软土地质分布广泛，这种地基具有强度低 、含 水量高 、 压缩性大 、 渗透 陛 差等特点。在软土地基上修建高速公路 ，容易 产生较大的不均匀沉降 ，并且在填筑路基的过程中容易出现路基失稳的现 象。近年来 ，随着我国高速公路的迅速发展 ，软土路基的固结沉降、变形 及强度问题成为国内建筑和道路工程学者研究的重要问题之一。 大量实例表 明，在深厚软基 的加 固处理 中，将真空预压法与堆载预 压相结合 的真 空一 堆载联合预压法 ，既能满足施工工艺的要求 ，又不耗 费＿期 ，而且造价比较合理 ，能大幅提 高软基加固的效果 。因此 ，在我 ［ 国部分沿海地 区的高速公路 的软基处理 中， 真空联合堆载预压法已有较多 的应用 ，并且已取得 了较好的经济效益 与社会效益。本文分析 了真空联 合堆载预压法的加固机理 ，并对浙江省 内某高速公路试验段现场试验的 监测结果做 出了具体分析。
塑料排 水板 按五角星状布置 ，间距 １ ｍ，打设深度 为２ ｍ。１９ 年 ． ４ ２ ９９ １月２ 日正式抽空 ，由于薄膜出厂时搭接处密封性不好 ，刚开始十天左 １ ５ 右真空度不稳 ，在６ ｋ ａ ５ Ｐ ￣右 。后来真空度基本均维持在８ Ｋ ａ ０ Ｐ 以上 ，满 足设计要求。近６ ０ ￣方米的加固区 ，只用ｊ 台真空泵 ， ００ 就可 以保证膜 下真空度维持在８ｋ ａ ０ Ｐ 以上。 在开始抽 真空后 ，沉降速率增加迅 速 ，几天内即达到 １．ｍｍ 天 ， ０８ ／ 仅ｌ天 的时间 ， ５ 地基 的沉降量就达到 了１ ． ｅ 尽管沉降速率 和沉降量 ０ ５ｍ， ０ 比较大 ，地基没有 出现失稳。然后 ，真空度维持不变 ，沉降速率开始减 慢 ，这说 明地基的渗流并不是稳定 的。 ２０ ２ ２ １（ 月１加堆载后 ，沉降速率急剧增加 ，最大可达到１． ｍ／￣ ３Ｏ １ｍ ． ， ８ ３ 而且地基没有发生失稳。这说明在真空荷载作用下，地基的强度有了明 显 的提高 ，在效果上 ，真空荷载对堆载荷载有一定 的抵消作用。二者 的 叠加作用使地基 固结加快 ，并且真空荷载很好 地改善 了地基的稳定性 。 当堆 载荷载达到一定程度以后 ，随着荷载的继续施加 ，沉降速率逐渐减 小 。但是在短短 的两个月 内填土高度达到 了５５ ．ｍ，这是堆载预压所达不 到的。堆载结束后 ，沉降速率进一步减小 ， 是土体沉降仍然在持续发 但 展 。４ ８日，沉降速率 已经降至１ ｍ ； 月２ ． ｍ／ ３ ￣。５ 日卸除真空荷载 ，５ ； 月３ 月６ 日测 得 沉 降量 仅 为 ０１ｍ。 ． ｅ 根据观测得 出，只作用真空荷载时 ，差异沉降只有３ ｒ，这是因为土 ｎ ｃ 体在真空荷载作用下等 向固结 。堆载荷载施加后 ，由于附加应力的作用 ， 差异沉降迅速增加 ，５ 日达１ｅ 。可见差异沉降主要由堆载荷载引起。 月６ ４ｒ ａ 软 基方法 应用研究 ｆ １ 江大学 ， ０ ． Ｄ． 浙 ２ １ ０
嘲李丽 慧， ， 平等 ． 王清 王剑 真空排 水预 压下 土体变 形 的应力路 径分 析『ｌ Ｊｌ 工程地
质学报 ， ０ ，． ２ １ ０ ２
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应 用 科 学
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浅 谈真空堆载联合预压 加 固软 基法在高速 公路 中的应用
王 勇 ，徐 烈 ，林 国斌 ，李 立
（ 江省交通Ｔ程建设集 团有限公司 ，浙 江杭州 ３ ０ ５ ） 浙 １０ １
摘 要 本文在 国内外研究 成果的基 础上 ，依托 某高速公 路对真空联 合堆载预 压软基 处理的试 验研究 ，对 真空堆载 联合预压 法的加 Ｉ 副匍里 及实用效 果的检测 等进行 了简要的研究 。