芜宣高速公路软土地基处理

0. 035 0. 028 0. 037
0. 030 0. 019
wk.baidu.com
减小 3. 9 %
减小 13. 0 %
体体积压缩而不产生塑性形变 ,侧向边界产生向内的 变形 。
(4) 在排水板与土体内产生高的水力梯度 ,但不 会因此降低土的强度 。加速孔隙水向外排出和固结 过程 。加固以后土层含水率明显减低 ,本试验工程在 塑料排水板范围内平均含水率降低 8. 4 % ,在加固层 以下 10 m 范围内平均含水率降低 2. 7 % 。
38. 8 39. 7 35. 4 31. 5 27. 2 27. 7 25. 3 28. 1 30. 8 30. 7 31. 9 34. 7 33. 2 35. 3 32. 2
28. 5 32. 7 34. 3 30. 9 28. 0 26. 0 24. 6 27. 6 30. 1 27. 5 27. 6 28. 4 32. 3 34. 7 29. 5
1 施工步骤和土层组成
为了推广真空堆载联合预压技术在公路软基处 理中的应用 ,在芜宣高速公路软土地基段设计了真空 堆载联合预压试验段 。试验段塑料排水板打设深度 为天然地面以下 24. 8 m ,路堤高度 3. 0～4. 5 m 。具 体实施步骤为 :打塑料排水板 ;铺设真空预压抽气管 道 ;铺设砂垫层 ;铺设塑料膜 ;抽真空 ,使真空度达到 稳定值 (80 k Pa 以上) ;一次堆载到设计路堤标高 ;继 续抽真空 ,保持膜下真空度稳定在 80 k Pa 以上 。从 开始抽真空时开始观测路堤沉降 ,路堤沉降速率低于 2 mm/ d 时 ,停止抽真空 ;校核路堤标高 ,补填路堤使 其在试验段所有点均达到设计标高 ;铺设路面结构层 和铺设路面 。试验段土层分布如下 :
真空以后施加的路面荷载与车辆荷载的和计算 ,压缩
量用再压缩指数 (再压缩系数) 计算 。加固期间在真
空荷载联合预压的密闭区外侧设置了 4 个测斜管观
测边界上水平位移 ,水平位移观测结果是边界向加固
1. 加固后 2. 天然地基 3. 插板后
区内变形 ,表明真空预压加固机理为通过真空度传递
图 1 加固前后和插板施工对软土强度的影响
(1) 与桩基相比 ,费用低廉 ,施工设备简单 ,充分 利用天然材料 。
(2) 与搅拌桩等复合地基相比 ,施工质量更容易 控制和检验 ,地基均匀性好 ,处理深度大 ,对环境几乎 没有影响 。
(3) 与单一堆载预压相比 ,缩短了工期 。本试验 工程现场实测和其它工程实测资料表明 ,真空和堆载 联合预压在堆载预压 90 d 左右时 ,大部分主固结沉 降基本消除 ,比堆载预压缩短一半以上时间 。真空预 压不需要卸除超载土体即实现了超载预压 。真空预 压在土体内形成体积力作用为各向相等的负压 ,使土
0 引 言
真空预压法在我国 20 世纪 50 年代末开始试验 研究 ,1980 年开始推广应用 。到 2004 年已在全国有 关工程中得到广泛应用 ,真空度稳定达到 80 k Pa 以 上 ,单块膜面积达到 30 000 m2 ,开发了先进的施工工 艺和优良设备[1] 。芜宣高速公路芜湖段的实践证明 了真空预压和堆载预压的加固效果可以叠加 ,因此开 发了真空堆载联合预压法 。
0. 87 0. 88 0. 64 0. 75 0. 34 0. 35 0. 23 0. 26 0. 23 0. 22 0. 27 0. 31 0. 36 0. 40 0. 44
0. 30 0. 28 0. 58 0. 48 0. 31 0. 26 0. 16 0. 16 0. 18 0. 16 0. 19 0. 18 0. 27 0. 32 0. 27
34. 8 31. 7 31. 4 31. 3 22. 6 21. 5 28. 9
1. 38 1. 40 1. 44 1. 48 1. 67 1. 64 1. 50
1. 41 1. 49 1. 46 1. 50 1. 67 1. 65 1. 53
加固前后变化
减小 2. 7 %
增加 2. 0 %
由表 1 可见 ,排水板范围内加固效果明显 ,排水 板以下还能加固一定深度 ,本试验工程表明有效加固 深度为 30～35 m 。
为探讨真空堆载联合预压前后地基土物理力学性 质的变化 ,在加固前后钻孔取土进行了室内土工试验 。
为了准确对比加固前后的土层性质 ,在加固过程
的使土体压缩的体积力 ,该力能够急需传递到排水板 以下一定深度 。加固前后主要物理力学性质指标 ,见 表 1 所列 。
表 1 加固前后土层物理力学性质
取样深度/ m
1. 32 1. 29 1. 39 1. 43 1. 57 1. 56 1. 62 1. 52 1. 48 1. 48 1. 46 1. 42 1. 43 1. 39 1. 45
1. 49 1. 45 1. 46 1. 45 1. 56 1. 63 1. 68 1. 54 1. 52 1. 50 1. 55 1. 53 1. 46 1. 42 1. 52
含水率/ ( %)
加固前
加固后
干密度/ (g ·cm - 3)
加固前
加固后
孔隙比
加固前
加固后
压缩系数/ MPa - 1
加固前
加固后
回弹指数
4. 0～4. 3 5. 0～5. 3 6. 0～6. 3 7. 2～7. 5 9. 0～9. 2 11. 5～11. 7 13. 4～13. 6 14. 7～14. 9 16. 3～16. 5 18. 0～18. 2 19. 2～19. 4 21. 3～21. 5 23. 4～23. 6 25. 4～25. 6 均 值
(5) 低液限粘土层 。厚 3. 5～8. 4 m ,含水率多 为 21. 3 %～38. 6 % ,孔隙比介于 0. 61～1. 01 ,属中等 压缩性土层 。
(6) 低液限粘土 、粉土质砂互层 。粉土质砂层以 下至钻孔深度范围 (地面以下 39. 5 m) 内均为低液限 粘土和粉土质砂互层 ,低液限粘土层厚度较粉土质砂 大 。含水率为 23. 1 %～30. 2 % ,孔隙比介于 0. 61～ 0. 91 ,属中等压缩性土层 。
2 预压前后土层力学性质对比
对于灵敏性粘土 ,在打塑料排水板过程中 ,由于 对土产生扰动使土的强度降低 ,人们担心预压后强度 不能恢复和增加 。为此进行了天然地基加固 、打设排 水板以后和加固后 3 个阶段的十字板抗剪强度试验 ,
收稿日期 :2004 - 11 - 18 作者简介 :邰立荣 (1967 - ) ,男 ,安徽当涂人 ,马鞍山市公路局当涂分局工程师.
缩系数平均减小 0. 14 M Pa - 1 ,塑料排水板范围内土
体由中高压缩性状态加固到低中压缩性的区域 。现
场沉降观测表明 ,卸除真空预压后 ,土层出现回弹现
象 ,后期施工的路面荷载加车辆荷载小于 80 k Pa ,该
荷载所产生的压缩变形在再压缩曲线范围内 ,使地基
产生的压缩量较小 。压缩量计算时附加应力用卸除
低 ,但在真空堆载联合预压完成后 ,强度较天然地基 算[2 ,3] ,取土时加固前后每个对比试验点层位一致 ,
有大的提高 。十字板试验结果 ,如图 1 所示 。
因此高程不同 (由于加固过程中土层压缩使土层高程
降低) 。室内试验[4] 结果表明 ,在塑料排水板范围内
(地面以下 24. 8 m) 预压后土层的压缩系数明显降
0. 053
0. 033
0. 017 0. 008 0. 010 0. 017 0. 010 0. 021 0. 024 0. 026
加固前后变化
减小 8. 4 %
增加 4. 8 %
减小 9. 0 %
减小 38. 6 %
© 1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.
1. 063 1. 100 0. 952 0. 902 0. 724 0. 772 0. 667 0. 774 0. 830 0. 819 0. 855 0. 897 0. 876 0. 935 0. 869
0. 800 0. 859 0. 896 0. 887 0. 727 0. 664 0. 619 0. 749 0. 804 0. 802 0. 733 0. 770 0. 860 0. 904 0. 791
工后沉降计算时 ,除上述路面荷载增加引起的压 缩量外 ,对软土地基 ,还应该考虑次固结引起的沉降 量 。次固结系数采用加固后土体进行流变试验得到 , 本工程的试验成果 ,如表 1 所列 。进行次固结沉降计 算时 ,附加应力计算应该考虑全部路堤荷载与车辆荷 载的总和 。
3 结束语
真空和堆载联合预压法处理高速公路路堤下的 软土地基是可行的 、较为经济的地基处理方法 ,与其 它方法相比 ,有如下优点 :
2005 年第 19 卷第 1 期《工程建设与档案》 3 1
地基与基础
D IJ IY UJ IC HU
芜宣高速公路软土地基处理
27. 5～27. 7 29. 3～29. 5 31. 3～31. 5 32. 8～33. 0 35. 5～35. 7 37. 3～37. 5 均 值
36. 0 34. 1 32. 0 32. 1 22. 9 21. 3 29. 7
低 ,基本上使高压缩性土层变成中压缩性土层 ,土层
的主固结沉降基本消除 。
在塑料排水板区域以下 ,本工程检验地面以下
39. 5 m ,土体仍然有明显的加固效应 。在塑料排水
板区域内 ,加固前后土层含水率平均减小8. 4 % ,干密
度平均增加 0. 07 g/ cm3 ,孔隙比平均减小 0. 078 ,压
(3) 低液限粘土层 。厚 6. 0～7. 8 m ,含水率为 27. 6 %～35. 6 % ,孔隙比介于 0. 69～0. 83 ,属中等压 缩性土 。
(4) 粉土质砂层 。厚 6. 8～11. 9 m ,含水率多为 26. 9 %～35. 4 % ,最大值达 41. 6 % 。孔隙比一般介 于 0. 76～0. 91 ,最大值为 1. 05 ,中间夹低液限粘土 层 。属中等压缩性土层 。
3 0 2005 年第 19 卷第 1 期《工程建设与档案》
© 1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.
芜宣高速公路软土地基处理
地基与基础
D IJ IY UJ IC HU
结果证明打设排水板会使土层的不排水强度明显降 中 ,现场设置了分层沉降观测孔 , 通过分层沉降换
地基与基础
D IJ IY UJ IC HU
芜宣高速公路软土地基处理
芜宣高速公路软土地基处理
邰立荣
(马鞍山市公路局 当涂分局 ,安徽 当涂 245000)
摘 要 :芜宣高速公路芜湖段地处长江河漫滩 ,沿线路基软土多 ,在软土地基上修筑高速公路路堤时 ,往往因为工后沉降过大需要 进行地基处理 。文章结合芜宣高速公路芜湖段工程中使用真空堆载联合预压法处理软土地基的试验 ,用对比试验结果说明了处 理效果和有效处理深度 ,为该工法在高速公路工程的软基处理中推广应用提供参考 。 关键词 :芜宣高速公路 ;软基处理 ;试验结果 ;效果检验 中图分类号 : U416 文献标识码 : A 文章编号 :1671 - 4857 (2005) 01 - 0030 - 03
续表
0. 960 0. 919 0. 897 0. 885 0. 631 0. 623 0. 819
0. 970 0. 758 0. 889 0. 858 0. 629 0. 616 0. 787
0. 39 0. 39 0. 25 0. 34 0. 20 0. 24 0. 30
0. 34 0. 31 0. 21 0. 31 0. 18 0. 23 0. 26
(1) 低液限粘土表层 。厚度 1. 3～3. 8 m ,平均 孔隙比 0. 85 ,平均压缩系数 0. 38 M Pa - 1 ,属中等压 缩性土 。
(2 ) 软 土 层 。厚 6. 8 m 左 右 , 含 水 率 多 在 30. 0 %～43. 0 % , 最 大 值 达 52 % 。孔 隙 比 大 多 为 0. 90～1. 20 ,最大值达 1. 55 。多为高压缩性粘土 ,夹 淤泥质土薄层 ,含粉土质砂透镜体 。属高压缩性土 层 ,为本次地基处理的主要层位 。