真空联合堆载预压法处理软土路基实例
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科技视界Science&TechnologyVision
Science&TechnologyVision科技视界1工程概括
江门滨江大道五合同段起点桩号
K7+600袁终点桩
号
K10+400袁沿西江大堤并行
袁从
K9+867.11开始逐渐
与西江大堤分离
袁共计软基处治工程数量
院塑料排水
板
182万
m渊单根长度
6~32米不等
冤袁无纺土工布
24
万
m2袁真空预压
10万
m
2袁粘土密封墙
8.5万
m袁水泥
搅拌桩
9.2万
m遥
2工艺原理
2.1真空预压法
此法是利用抽真空来加固软土路基的一种方法
袁
属于排水固结法的一种
遥真空预压的原理是用插板机
将塑料排水板插入到地层内
袁形成软土层的竖向排水
通道
袁再在地表铺设砂垫层
袁形成水平方向排水通道
袁
增加软土层的排水途径
袁缩短排水距离
遥再在砂垫层
上覆盖不透气的密封薄膜
袁使软土地层与大气隔绝
袁
形成一个密封系统
袁然后用胶皮管将埋设在砂垫层内
的主管与抽真空设备连成一体
袁利用抽真空装置将膜
下空气抽出形成真空从而使加固土体中的孔隙水在真
空吸力作用下
袁通过塑料排水板
尧砂垫层
尧主
尧支虑管
排除膜外
袁使土体固结密实
遥它对土体所产生的力是
向内的
袁既球形应力
遥
根据太沙基有效应力原理
院P=p+u
式中
院P要要要总应力
曰
P要要要土体中的有效应力
曰
u要要要土体中的孔隙水压力
遥
当总应力为常数时
袁dp=-du遥它表明孔隙水压力降低为有效应力增加值
遥
真空预压过程中
袁地基土体的强度和稳定性不断
增长
袁不存在失稳的可能性
遥从应力路径分析
袁设
琢鸳
10
和
琢鸳
30分别表示加固前地基土体中的最大有效主应力
和最小有效主应力
袁平均应力为
P鸳
0=(琢鸳
10+琢鸳
30)辕2遥加
固过程中
袁地基土体增加的有效应力为
吟滓鸳遥孔隙水压
力是一个球压力
袁所以在各个方向均增加
吟滓鸳袁因此
院
琢鸳
1=琢鸳
10+吟滓鸳
琢鸳
3=琢鸳
30+吟滓鸳嗓
式中
琢鸳
1和
琢鸳
3分别表示加固后地基土体中的最大
有效应力和最小有效主应力
遥图
1中
袁其有效应力圆
由
D位置向右移到
D鸳袁平均应力由
P鸳
0增加到
P鸳=
P鸳
0+吟滓鸳遥但是
袁应力圆的半径没有变化
遥当加固的荷
载移除之后
袁地基土的强度沿着超固结包线退回到
F
点
遥从图
l中可看到
袁和原来强度相比增加了
吟r袁即软
土土体强度提高了
吟r遥
图
1土体强度应力圆变化示意图真空联合堆载预压法处理软土路基实例
李强强
渊核工业华南建设工程集团公司
袁广东广州
510800冤
揖摘要
铱软土地基压缩性高
尧强度低
袁直接在软土地基上进行市政道路建设难以满足工后沉降的要求
袁须
对软土地基进行处理
遥真空联合堆载预压较堆载预压大大节约了工期
袁同时叠加了单纯的真空预压和堆载预
压的优势
袁真空―堆载联合预压能够有效地减少工后沉降
袁使公路软基达到建设要求
袁达到预压和超载的目
的
袁是一种比较理想的公路软基处理方法
遥
揖关键词
铱真空联合
曰堆载预压法
曰处理软土
曰路基
中图分类号
院U416.1文献标识码
院A文章编号
院2095-2457渊2018冤17-0151-002
DOI院10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.17.075
Exampleofvacuumcombinedwithsurchargepreloadingmethodforsoftsoilroadbed
LIQiang-qiang
(NuclearIndustrySouthChinaConstructionEngineeringGroupCorporationGuangzhouGuangdong510800,China)
揖Abstract铱Duetothehighcompressibilityandlowstrengthofsoftsoilfoundation,itisdifficulttomeetthe
requirementsforpost-constructionsettlementofmunicipalroadconstructiondirectlyonsoftsoilfoundationandsoftsoil
foundationmustbedealtwith.Vacuumcombinedwithsurchargepreloadingsavesmuchmoretimethanpreloading.At
thesametime,itsuperposestheadvantagesofsimplevacuumpreloadingandsurchargepreloading.Vacuum-surcharge
combinedpreloadingcaneffectivelyreducepost-constructionsettlementandmakeroadssofter.Thefoundationhas
reachedtheconstructionrequirementsandachievedthepurposeofpreloadingandoverloading.Itisanidealmethodfor
softgroundtreatmentofhighways.
揖Keywords铱Vacuumcombinedsurcharge;Preloadingmethod;Softsoil;Subgrade
151
科技视界Science&TechnologyVision
Science&TechnologyVision科技视界2.2堆载
堆载是通过给土体一个正向力
袁在荷载作用下
袁图
层固结
袁即孔隙水压力消散和有效应力增加
遥总应力
增量为
吟滓袁有效应力增量为
吟滓鸳袁孔隙水压力增量为
吟滋袁则三者满足
院吟滓鸳=吟滓-吟滋袁堆载就是通过增加
吟滓并减小
吟滋而使
吟滓鸳增加
袁属于正压固结
遥它对土
体所产生的力是向外的
袁既剪应力
遥
2.3核心原理
初期阶段通过抽真空装置
袁使土体中形成负压
袁将
土体中的孔隙水抽出
袁从而降低孔隙水压力
袁增加有
效应力
遥后期随着堆载的进行又增加一正压力
袁在两
者的共同的作用下加快土体内孔隙水的排出
袁从而加
快土体固结速度
遥
3施工工艺及操作要点
真空预压联合堆载加固软土地基施工工艺主要包
括
院横向排水体
渊砂垫层
冤铺筑
曰竖向排水体
渊塑料排水
板
冤打设
曰真空管网铺设
院土工布和密封膜铺设
尧密封
沟开挖及回填
尧出膜连接与真空泵系统安装
曰抽真空
与堆载的填筑
曰联合预压期间的沉降和侧向位移的观
测等
遥
3.1横向排水体
渊膜下砂垫层
冤铺筑
首先
袁在已平整好的场地上
袁摊铺整平第一层
30cm厚的砂垫层
袁根据施工图确定真空泵及用电线路
的架设路径
袁当塑料排水板打设完成后
袁再施工第二
层砂垫层
袁第二层砂的厚度必须保证
20cm袁砂垫层的
总厚度必须满足
50cm遥
3.2竖向排水体
渊塑料排水板
冤打设
施工顺序如下
院
渊1冤根据设计图
袁用经纬仪和钢尺在已验收的砂垫
层上
袁放出排水板的位置
袁并在上面标出明显的标志
遥
渊2冤插板机进入现场就位
袁并在插板机上设置好进
尺标志
袁控制塑料排水板打设深度
袁塔架高度必须保
证最大插板深度的需要
袁然后安装排水板插销
遥
渊3冤垂直下插塑料排水板
袁打插深度宜根据设计要
求动态控制
袁通过地层反力变化
袁以穿透软弱地层为
准
遥
渊4冤上拔桩管至桩管下端高出砂垫层
50cm遥
渊5冤切割排水板
袁控制排水板在砂垫层顶面以上的
外露长度
20耀30cm遥
渊6冤移机进行下一根排水板施工
遥
塑料排水板施工主要应从打设垂直度
尧平面位置
误差和打设深度三个方面来控制每根排水板的施工质
量
袁其中打设垂直度
尧平面位置通过严格控制工序基
本可以满足要求
袁而打设深度直接影响加固效果
袁是
质量控制的重点
遥
3.3真空管网铺设
3.3.1真空管铺设
按照主管
尧支滤管的平面设计图
袁首先用经纬仪在
砂垫层上放出主管
尧支滤管的正确位置
袁再开挖主管
尧
支滤管的沟槽
袁沟深约
20耀25cm袁然后在沟槽内安装加
工好的支滤管
袁主管支滤管间用变径三通和四通连
接
袁同管径的对接采用钢丝胶管连接
袁外用铁丝捆紧
遥管路系统均在第一层砂垫层上铺设
袁先将第二层砂铺
筑完成后再反挖沟槽铺设
袁管路安装完成后回填覆
盖
袁以确保管网完全置于砂垫层中
遥
主支滤管选用优质
PVC塑料管
袁主管壁厚大于
2.7mm袁支滤管壁厚大于
2.4mm袁确保其能承受足够的
径向压力
遥支滤管上打浅水孔
袁孔径为
8耀10mm袁孔径
为
5cm袁三角形排列
遥管外采用土工布包裹
袁作为滤水
层
袁避免抽气后
袁砂粒进入射流装置
遥
3.3.2第一层土工布及两层密封膜
密封膜为聚录乙烯薄膜
袁厚度为
0.12耀0.17mm遥加
工后的薄膜面积不小于设计面积
袁密封膜每边长度大
于加固区相应边
3耀4m遥
铺设密封膜前
袁将砂垫层上的杂质
尧小石和尖刃物
清除
袁整平砂垫层
袁首先在砂垫层上铺设一层
200g/m2
的无纺土工布
袁土工布的搭接
逸5cm遥再分次逐层铺设
两层密封薄膜
袁相邻两层膜的合缝需错开
50cm以上
袁
严禁接缝重叠
遥将已铺好的一布二膜摊铺到密封沟底
内
袁用黏性土回填密封沟
遥
3.3.3出膜连接与真空泵系统安装
按每
800皂2
处治面积配置一台真空泵
渊共设置
125
台
冤遥真空主管通过硬橡胶管与真空泵连接
袁连接必须
牢固
袁密封可靠
袁以保证真空度在管内不受损失
袁并使
排水通畅
遥
3.4抽真空与堆载的填筑
抽真空设备安置就位
袁进行试抽
袁同时仔细检查每
台真空泵的运转情况及薄膜的密封性
袁发现问题及时
处理
遥试抽真空为
10天
袁膜下真空压力应达到
80KPa
以上
袁若低于此值即属不正常
袁应立即查找原因及时
处理
遥试抽开始
袁即应进行真空压力
尧沉降量等观测
遥
试抽真空正常后
袁在膜上铺设铺设第二层土工布
袁
铺设要求同第一层
遥膜上
20cm砂垫层采用
野机械摊铺
和人工摊铺相结合
冶的方法
袁在膜上砂垫层验收合格
后
袁铺筑第一层堆载土方
袁土方最好采用细粒土
袁且厚
度不宜小于
50cm袁采用静压或弱振方法压实
遥堆载速
度要控制
袁一般
4m填土高度要求在
2耀3个月完成
袁以
防止填土过快造成边坡失稳
遥
累计抽真空
2耀5个月
袁当实测地面沉降速率连续
5耀10d平均沉降量不大于
2mm/d后
袁可以停泵卸载
遥
本合同段软基处治整个施工过程路基
尧河堤是稳定
的
袁路基沉降量由
42耀353cm不等
遥
4结语
采用真空联合堆载预压处理软土地基
袁可以大大
缩短预压期
袁缩短工期
袁使工程及早投入运营
袁提高社
会经济效益
遥
采用真空联合堆载预压处理软土地基
袁路堤填筑
不受稳定性控制
袁在较短时间内能满足工后沉降要
求
袁但要注意抽真空对周围结构物的影响
遥
揖参考文献
铱
咱1暂高志义
.真空预压法的机理分析
[J]援岩土工程学报
袁
1989,11(4)院45-56.
咱2暂董志良
.真空预压法加固软基技术的理论和实践
[C].广
东省土力学与基础工程学术交流大会论文集
,1998.
152
