堆载预压加固法在软土地基处理中的实际应用

真空联合堆载预压法软土地基处理施工技术

摘要：高速公路路基施工阶段，常会遇见软弱地质土层，如果弱地基处理方案不适当，在车辆载荷的持续影响下，容易出现不均匀沉降，导致高速公路路面裂缝、坑槽等病害，严重影响公路路用性能和使用安全。现阶段，针对软土路基的加固补强方法很多，其中堆载预压可以产生超净孔隙水压力，加速路基排水固结，从而有效增大路基中有效应力，提高其结构稳定性。在高速公路软土路基加固方面，土石堆载预压应用广泛，但堆载预压结束后必须将土石装运到指定的场地，不但需要消耗大量的土方，而且会占用土地资源。如果工程项目本身土地资源紧张，但水资源丰富，则可以充分利用水资源装载水袋，结合真空联合堆载预压法两种方式，采用联合堆载预压施工技术。基于此，本篇文章对真空联合堆载预压法软土地基处理施工技术进行研究，以供参考。

关键词：真空法；堆载预压法；软土地基；处理施工技术

引言

软土在我国东南沿海地区分部广泛，因其承载能力较差，需要对软土地基进行加固处理方能进行建筑施工。真空联合堆载预压法以其施工简单、工期短、加固效果良好等优点得到了广泛的应用。真空联合堆载预压法施工通过大型机械在软土路基中打设竖向排水井，随后通过在软土路基上一定方式的加荷，逐步排出软弱黏土层中的孔隙水，最终软土路基得到了固结压缩，路基强度得到了大幅度提高、减少了工后沉降及不均匀沉降。真空联合堆载预压处理软土路基能有效地解决工后沉降过大、路堤施工稳定性及工期过长的问题。然而，在实际工程施工过程中，部分施工企业并未真正掌握该方法的本质，盲目加快堆载的速度，不控制加荷速率，导致出现一些路堤滑坡、塌方等事故。因为，本文探究真空联合堆载预压法软土地基处理施工技术的应用分析。 1软土地基

1.1软土地基危害分析

含水量比较高所带来的危害。因为软土地基含水量通常在35％～75％之间，使得部分地区的软基出现流动现象，地基稳定性明显下降，一旦受到外界压力，会给地基的正常施工带来较大影响。第二，较强压缩性所带来的危害。因为软基具有一定的压缩性能，压缩系数在0.5～1.0MPa之间，如果遭受外界较大的作用力，会发生压缩现象，引发严重变形，无法完全满足地基实际施工需求。第三，渗透性差所带来的危害。软土地基的渗透系数通常不超过0.001cm／s，固结效果比较差，特别是在含水量比较高的情况下，地基稳定性下降，使得软基处理难度不断增加。

堆载预压法在软基处理中的应用　科学论坛　陈发波　（深圳市市政设计研究院有限公司５１８０２９）　［摘要】本文根据玉律路（创业路一新湖路段）路基软弱土层的工程特性及周边环境条件，提出采用塑料板堆载预压法处理的方案。通过施工监测、　检测证明该处理方法既经济合理，又满足了施工工期的要求。　【关键词】堆载预压软基处理　一、序言　塑料板堆载预压法属于排水固结法，作为处理软土地基的有效方法，　在工程上得到广泛的应用。采用排水固结法可同时解决沉降和稳定问题，　使地基的沉降在加载预压期间大部分或基本完成，建筑物在使用期间不致　产生不利的沉降和沉降差，且加速地基土抗剪强度的增长，从而提高地基　的承载力和稳定性。　拟建的玉律路（创业路一新湖路段）位于深圳市宝安区，道路长为　４５８．６２ｍ，道路等级为城市次干道ＩＩ级，总宽为５０ｍ。本路段所在场地的原　始地貌为海积阶地，其下分布有较厚的软弱淤泥层，平均厚度约１０．５７ｍ，　最深处达１４．０ｍ，该淤泥层在填土和路面荷载作用下将产生较大的沉降变　形和差异沉降，必须进行软基处理。　二、工程地质条件　根据场地岩土工程勘察报告，该场地地层自上而下为：新近人工填土　层、第四系海积层、第四系冲洪积层及燕山期花岗岩残积层。其中海积淤泥　层灰黑色，饱和，流塑。其下为冲洪积亚粘土、粉砂、粗砂等。　海积淤泥的直剪试验内摩察角　＝１．０。，粘聚力Ｃ＝１０．２ｋＰａ，标贯击　数Ｎ－－１．０击，静力触探试验锥头阻力ｑｃ：０，７８ＭＰａ，侧壁摩阻力ｆｓ＝２７．６４　ＭＰａ，十字板剪切试验原状土抗剪强度Ｃｕ＝９．４４ｋＰａ，扰动土抗剪强度ｃｕ’　：３．０ｋＰａ，灵敏度Ｓｔ＝３．ｉ０，渗透系数Ｋｖ＝Ｏ．６６５ｃｍ￣ｓ．Ｅ－７，ＫＨ＝Ｉ．８４９ｃｍ￣ｓ．　Ｅ－７，三轴试验Ｃｃｕ＝１２．６９ｋＰａ，　ｕｕ＝１３．９０。，Ｃｃｕ＝１３．３５ｋＰａ，　ｃｕ＝１．　３１。，Ｃｃｕ’：１１．７３ｋＰａ，　ｕｕ’＝２２．９２。，先期固结压力Ｐｃ＝４５．８ｋＰａ，压缩指　数Ｃｃ＝０．５５５。　场地内地下水属于孔隙潜水，稳定地下水位埋深０．００　３．８０ｍ。　三、软基处理设计方案　本工程软基处理技术要求为：　１、最终沉降量小于１．００ｍ，设计预压沉降量为０．９５ｍ左右：　２、工后沉降不大于１５０ｍｍ，差异沉降不大于２‰；　３、交工面原位载荷板试验复合地基承载力特征值≥１２０ｋＰａ￣　４、交工面回弹模量值￣２５ＭＰａ。　根据本场地软弱土层的工程特性，经比较多种加固处理方案，根据沉　降变形分析计算，确定采用塑料板固结堆载预压法进行软基处理。　塑料排水板采用ＳＢＰ—ＩＢ型标准排水板，宽度ｌＯＯｍｍ，厚度为４ｍｍ，呈　梅花型布置，间距１．Ｏｍ，排水板的深度应穿透淤泥层的底面并进入下卧含　砂亚粘土层或粗砂层０．５ｍ以上。塑料排水板整带拉伸强度（延伸率为１０％　的强度）＞１．０ｋＮ／１０ｃｍ，抗压屈强度２５０ｋＰａ（带长小于ｌ５ｍ）。堆填预压土方　全路段车行道预压土厚度为２．０ｍ，人行道与绿化带部分预压土厚度均为　１．５０ｍ。　五、堆载时间的确定　堆填回填材料为含砂亚粘土，计算中取其堆积密度ｐ＝１８．ＯｋＮ／ｍ　，回　填层平均高度２．０ｍ。淤泥土层计算层厚１４．Ｏｍ，固结系数Ｃｈ＝ｌ×１０　ｃＷ／ｓ，　Ｃｖ＝ｌ×ｉ０　ｃｍ２／Ｓ，Ｃｕ＝９．４４ｋＰａ（十字板剪切试验），三轴固结不排水剪土的内　摩擦角　ｃｕ＝１４．０。。回填高度为２．Ｏｍ时，计算最终沉降量为ｌ＿ＯＯｍ，达到　９０％固结度时的沉降量ｓ１’＝０．９０ｍ，提高后的地基不排水抗剪强度Ｃ￣＝１４．　８１ｋＰａ，所需时间计算结果Ｔｈ＝１２０天。　六、现场试验监测与检测　本工程于２００５年１月开始填筑第一层路基土，至２００５年１０月２４日　路基土及预压土的堆载工作全部结束，２００６年２月２４日堆载期满４个　月。本工程监测共布置沉降板９块、孔隙水压力计５组、深层沉降标５个以　及边桩６组。监测周期在填筑路基土和预压土期间每天观测１次，在预压　土满载期间，１个星期观测１次。预压土卸载后，于２００６年４月采用钻探、　室内试验、原位试验等方法进行检测。监测结果为；（１）沉降板沉降量　Ｓｔ＝５１０￣７３７ｍｍ，日平均沉降量Ｓｄ＝０．７～１．３ｍｍ／ｄ；（２）超静孔隙水压力　０．００￣３４．８４ｋＰａ，超静孔压荷载比（∑Ａｕ／∑Ａｐ）＝４．０７～５．９４，监测数据　显示，超静孑Ｌ隙水压力的消散过程与实际加载情况比较吻合，在填土期间　由于加载速率较快，超静孔隙水压力随之较快地上升，恒载后开始逐步消　散；（３）在填土期间，累计水平位移在７ｍｍ￣１６ｒａｍ之间；（４）在堆载期间地下　水位在较小的区间内波动；（５）本路段共埋设了５个深层沉降标，沉降量　３ｌ￣１４５ｍｍ，日平均沉降量Ｏ．ｉ￣０．２ｍｍ／ｄ。　利用浅冈（Ａｓａｏｋａ）法推算各沉降板的主固结沉降量Ｓ＝５６７￣７６７ｍｍ，　而三点法推算各沉降板的主固结沉降量Ｓ＝４１０￣７７６ｍｍ。　软基处理的工后沉降量ｓｒ由两部分组成：一是剩余主固结沉降量　，　二是次固结沉降量ｓｃ，即：Ｓｒ＝　＋Ｓｃ。由此计算工后沉降量Ｓｒ＝８９￣１４３ｍｍ，　达到设计要求，平均沉降速率为１．Ｏｍｍ／ｄ。　另外，本工程通过３个钻孔揭露验证，淤泥层厚度为ｌ１．００～１２．３０ｍ，　呈软塑状。采取原状土样４０件进行室内试验，分析对比淤泥层物理力学性　质指标的变化。见表１。　淤泥层物理力学性质指标变化统计表　表１　压缩系数　直劈试验　含水率　孔隙　髓　压缩横量　三轴试验ＵＵ　项目　ａ１．ｊ　（快剪）　Ｗ（％）　比　ｃｍ３　Ｌ（１ｖ　ａ）　（ＭＰ　）　Ｃ　由　Ｃ　由　处理前　５５．１　ｌ　５３　１酣　ｌ　３６　２　０７　ＩＯ　２　１　０　１３　３５　ｌ　３ｌ　处理后　４８　５　ｌ　３４　ｌ　６９　０　９３　２　６２　９　０　２　７　１５　２６　２　０４　靴率（　）　．１２　０　．１２　０　１　８　．３１　６　２６　６　ｌ７０　１４　３　５５　７　通过以上数据分析，淤泥层的物理力学性质已发生了较明显的变化，　承载力有所提高。　经过质量检测中心进行相关的静力载荷试验和回弹模量测试，复合地　基承载力特征值及交工面回弹模量均符合设计要求。　七、结论及建议　根据本工程的检测数据分析，经塑料排水板堆载预压处理，明显地改　善了软土层的排水过程，使得整个工程得以顺利进行。在回填层荷载的作　用下，地基土的超静孔隙水压力不断消散，地基土承载力不断提高。软弱土　层的影响深度主要与上覆荷载及排水板的处理深度有关，从分层沉降、孔　隙水压力及水平位移的测试成果看，主要影响深度在排水板处理深度范围　内，对排水板以下地层的影响则较小。　玉律路（创业路一新湖路段）本着安全、经济的原则采用塑料板固结堆　载预压法对地基进行处理，既节省投资，又满足了施工工期紧迫的要求。　场地内地基土经排水固结处理后在四个月的施工期内主固结沉降已　完成或接近完成　但由于软土地基的次固结特征比较明显，次固结变形将　是长期的，建议路面设置永久沉降观测点，定期观测，根据其变形情况推算　路基的次固结变形发展规律。　参考文献　１．《深圳市宝安区玉律路市政工程（新湖路一创业路段）岩土工程勘察报　告》（深圳地质建设工程公司，２００３年８月）；　２．《深圳市宝安中心区玉律路（创业路～新湖路段）市政工程软基处理设　计》（深圳市宝安规划设计院，２００４年１月）；　３．《宝安新中心区玉律路ＩＩ标（创业路～新湖路段）市政工程软基处理监　测分析报告》（深圳市南华岩土工程有限公司，２００６年２月）：　４．《深圳市宝安区玉律路市政工程（新湖路一创业路段）软基处理检测报　告》（深圳市南华岩土工程有限公司，２００６年４月）；　５．她基处理手册》（第二版），中国建筑工业出版社，２０００年８月；　６．《岩土工程治理手册》，中国建筑工业出版社，２００５年１Ｏ月。●　一

真空联合堆载预压法在公路软基处理中的应用翟春艳(河北省唐【IJ市市政建设总公司机械施工公司，河北唐山063000)喃要】结合工程实践，概括总结了真空联合堆栽预压法在公路敞￡路基中的施工程序，并提出了各环节的施工质量控制措施。瞬-蘧词]真空联合堆载预压法；公路施工；软：L路基处理真空预压与堆载联合作用法适用于软粘土、粉土、杂填土、冲填土、泥炭士地基等。它通过刚氐地下水位，改变地基土受力状态，使地基土匪】结。在工程实践中常与加筋土法配合使用，以达到最优处理效果。1工程概况某高速公路软路基处理七区位于(试验段)：KI5+1OOOO—KI5+50&00，面积为：20800m2；本工程采用的施工方案：整平吹填造陆地基上铺设土工布，高强度经编／玻纤土工格栅，回填风化砂，铺设砂垫层的基础上打设塑料徘水板，真空联合堆载预压的地基处理方案。人工铺设一层土工布(4009／m2)，—层高强f妾经编／玻纤土工格栅。回填风化砂，使其标高达到+4．50m；铺设50cm厚砂垫层。打设塑料排水板，粘土围幕墙施工。2软土路基加固施工方法及技术措施Z1施工测量根据导线点及坐标，对施工区域测量放线，定出中心桩、边线桩、控制桩，并测绘方格网(10mxlom)：严格按照区域边桩、控制桩、中，c瑚州：填土原始标高，回填风化砂标高，铺设砂垫层标高—塑板桩施工后标高一铺膜后标高一真空联合堆载卸载后标高的施测程序。平面控制误差控制如下：相对闭合差1／5000，测角中误差±1掣，角度闭合差4-24n坭(n测站数)，高程控制按四等水准方法进行，其精度应满足20L幢(L为往返测段，符合环行的测段长度)。22土工布与砂垫县施工在原有的地层标高基础上铺设一层土工布，一层高强度经编／玻纤：：Lq2格栅；用人工及机械设备回填风化砂标高至+45米；按由西向东推进的施工程序；膜下砂垫层分两层填筑，用推土机按一定方向将堆砂向前平推，人工配合将砂抖摊铺平整，最后人工修整作业面，并用轻型压实机静压，使砂垫层平整度、铺筑厚度、密实度均达到要求。膜上砂垫层中部设一层土工格栅，用小型机具倒运，人工摊铺。铺设砂垫层时，应合理选用施工机具，及时清除砂垫层中混入的淤泥、尖剌物等杂物。23塑料排水掘施工1J板材控制。塑料排水板型号应与设计要求一致，其外观质量、纵向通水量、复合体抗拉强度及延伸率、滤膜等效孔径等主要性能、规格指标均应满足设计要求。2)深度控制。本工程谢懒底标高一8．Om，砂面标高为+5．0m，排水板外露长度为200mm，单根排水板长132m；打设前在桩机导杆或桩管上，将最后进尺深度及离最后进尺深度2米处，每隔10cm做明显标志，以显示进R及提升后回带长度。3)垂直度控制。在施工中，通过在插板机导管机架两侧挂线锤来控制打设垂直度。吊线长大于2m，在吊槌线下端机架处固定标识牌，标识牌上划有垂直线及两侧允许偏差1．5％的控制线。4)回带控制。打设塑料排水板回带长度不得超过500mm，且回带的根数不宜超过打设总根数的5％。“粘土围幕墙施工程序施工购置粘土含泥量≥90％，粘土浆液打设粘土围幕，其渗透系数小于5*10气m／s；七区设计桩底标高为一8．0m，砂面标高+50m，单组粘土围幕长度为13．0m：采用双喷双搅方式，施工间距为0．4m：按照整体工期要求，分段进行施工；施工中应注意泥浆比重及喷搅时间等，以免出现断层而影响真空抽气。25真空预压1)预压技术指标。预压荷载，>80kpa；满载预压时间为90天；真空预压卸载标准：地基固结度>，900／o；连续10天实测沉降速率《1Dmm／d：2)铺设真空滤管和膜下测头。真空滤管采用巾76mm硬塑料管，打目助Ⅱ工后，包好土工织管，连接管绑扎要紧，同时绑扎铅丝接头不能朝上，以免扎破滤膜。滤管相交叉处采用二通、三通或四通连接。3)挖压膜沟与铺密封膜。密封沟布置在加固区的周围，采用人工配合挖土机开挖，开挖深度视土层性质而定，～般不小于1．5m。铺密封膜是本工程的关键工序，将事先压制成型的密封膜，分三层铺设，要有一点余量，展开后每层要进行检查修补，四边埋^压膜沟里，深入沟底10～20cm，以确保膜的密封性。在抽真空过程中，加固区内必须覆水30～40cm深，以保证膜的密封，因此在铺完膜后，在加固区四周要作一道围埝，此围埝可以跟填压膜沟一同完成，施工时要有专人负责，防止操作过程中铁锹或其它硬物把膜牵4玻。4)真空抽气。调整各种仪器的初读数，进行开泵抽气，检查膜上是否有漏洞，如有，要采取措施修补好，修补好后，可向膜上覆水，抽真空，当膜下真空度达到80Kpa后，及时报监理工程师验收。验收合格的，转入正式抽气，要求膜下真空度不小于80Kpa，抽气满载时间90天，最后10天内每天沉降置不大于1mm，d。5)堆载预压。真空预压达到设计要求并稳定后，方可进行堆载，堆载时需先在密封膜E铺上一层土工布，然后人工铺上10cm厚砂垫层后方可人工上载第一层，其高度控制在1m以内为宜。3结语现场施工试验结果表明，真空预压过程中，加载期间及恒载初期孔隙水压力快速消散，随着预压时间的增加，消散速率明显减小，自然沉积的低塑性粉质粘土和砂土因透水性好而消散快，到八月初全区孔隙水压力消散值一般达80kpa以上，预压效果明显。并且，经预压后，加固区地基完成的平均总沉降量呈现出中间大，边界小的特点，符合传统沉降规律。因此，在处理效果上也比较明显，达到了预期的设计要求。[参考文献]…娄炎真宅排水颧j王法加固软4-Z．支术[M]．北京：人民交通出版社，2002【2J叶培辉真宅联合堆载预压法加固软土地基施工实践U1湖南交通科技2006．

・ｌ８０・　建　筑　技　术　Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　第４２卷第２期２０１１年２月　Ｖｏ１．４２　Ｎｏ．２　Ｆｅｂ．２Ｏ１ｌ　

堆载预压法在软弱地基处理中的应用　

王可怡，陶建强　

（』’。州大学土木工程学院．５１０００６．广州）　

摘　要：结合堆载预『土法在广东科学中心软土地基处理工程中的应用实践，重点对其加固机理、方案设计　

及现场施工方法进行了探讨，工程实践表明，该法处理软土地基效果明显，可供类似工程参考。　关键词：堆载预压法；软土地基；地基处理；塑料排水板　中图分类号：ＴＵ　７５３；ＴＵ　４７２．３３　文献标识码：Ｂ　文章编号：１０００—４７２６（２０１１）０２—０１８０—０２　

ＡｐｌＰＬＩＣＡＴＩｏＮ　ＡＮＤ　ＩＮ－ＳＩＴＵ　ＴＥＳＴ　ｏＦ　ＳＴＡＣＫＩＮＧ　ＬｏＡＤ　ＰＲＥ—ＣｏＭＰＡＣ　【ｏＮ　ＩＮ　ＳｏＦＴ　ＧＲｏＵＮＤ　ＴＲＥＡＴＭＥＮＴ　

ＷＡＮＧ　Ｋｅ－ｙｉ．ＴＡＯ　Ｊｉａｎ－ｑｉａｎｇ　

（Ｓｃｈｏｏｌ　ｏｆ　Ｃｉｖｉｌ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，５１０００６，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ，‘Ｃｈｉｎａ）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｍｅｃｈａｎｉｓｍ　ａｎｄ　ｄｅｓｉｇｎ　ａｎｄ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｓｔａｃｋｉｎｇ　ｌｏａｄ　ｐｒｅ－ｃｏｍｐａｃｔｉｏｎ　ｉｎ　ｓｏｆｔ　ｇｒｏｕｎｄ　ｔｒｅａｔｍｅｎｔ　ｏｆ　Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　Ｃｅｎｔｅｒ．Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｔｈｅ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　ｉｔｓ　ｅｆｆｅｃｔ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｔｒｅａｔｍｅｎｔ　ｏｆ　ｓｏｆｔ　ｓｏｉｌ　ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ　ｂｙ　ｔｈｅ　ｄａｔａ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｉｎ－ｓｉｔｕ　ｔｅｓｔ，Ｔｈｅ　ｐｒｏｊｅｃｔ　ｐｒａｃｔｉｃｅ　ｉｎｄｉｃａｔｅｄ　ｔｈａｔ，ｔｈｉｓ　ｌａｗ　ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　ｓｏｆｔ　ｓｏｉｌ　ｇｒｏｕｎｄ　ｅｆｆｅｃｔ　ｉｓ　ｏｂｖｉｏｕｓ，ｍａｙ　ｓｕｐｐｌｙ　ｔｈｅ　ｓｉｍｉｌａｒ　ｐｒｏｊｅｃｔ　ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｓｔａｃｋｉｎｇ　ｌｏａｄ　ｐｒｅ－ｃｏｍｐａｃｔｉｏｎ；ｓｏｆｔ　ｓｏｉｌ　ｇｒｏｕｎｄ；ｇｒｏｕｎｄ　ｔｒｅａｔｍｅｎｔ；ｐｌａｓｔｉｃ　ｄｒａｉｎ