1、-作者xxxx-日期xxxx真空預壓排水固結法【精品文檔】堆載聯合真空預壓排水固結法加固沿海軟弱地地基王必衛 范偉 霍廣勇摘要 堆載預壓法和真空預壓法同屬排水固結法，二者各有優缺點。本文結合工程實例，詳細論述了堆載預壓和真空預壓聯合加固軟基的原理和施工要點。關鍵詞堆載預壓：聯合；真空預壓；加固；軟基。一、概述沿海地區廣泛分布著含水量高、透水性差、壓縮性大、強度低的海相沉積軟弱粘士層，其地基承載力和穩定性很差，在荷載作用下會產生相當大的沉降和沉降差，影響建筑物的正常使用，因此，這種地基通常需要加固處理。排水固結法中的真空預壓法和堆載預壓法就是處理軟弱地基的常用方法，二者加固地基的原理相同，只不過

2、是施加預壓的加載方式不同。真空預壓法與常規的堆載預壓法相比，具有加荷速度快、無需堆載材料、加荷中不出現地基失穩現象等優點，其最大缺點是預壓荷載偏小（不超過100KPA）；而堆載預壓法工期相對較長，需大量的預壓材料，但其優點是最大預壓荷載不受限制。若能將真空預壓與堆載預壓聯合加載就剛好可以發揮二者的優點，而理論分析和工程實踐都已證明真空預壓法與常規的堆載預壓法是可以聯合使用的，這兩種方法在加固軟土時分別產生的負超靜水壓力（真空預壓）和正超靜水壓力（堆載預壓）是可以迭加的，由此產生的有效應力迭加在一起，最終使土體產生垂直壓縮變形、強度增長。堆載預壓法有個特例就是用建筑物的自身重量（比如路堤土等）作

3、為預壓荷載，加固結束后不再卸載，從而節約投資、縮短工期。為和常規堆載法區分，這里稱之為自載預壓法。在用排水固結法加固軟基過程中，為了加快施工進度、提高加固效果，把自載預壓法作主要荷載，而把真空預壓當作超載來進行聯合加載時，我們稱之為自載聯合真空預壓法。二、自載聯合真空預壓法在沿海公路建設中的應用在深厚軟弱地基上修建公路，通常采用自載（路堤土）預壓法處理地基，但其往往面臨兩方面的問題：1、 工后沉降量過大問題在公路設計與施工時，雖然對橋頭和路堤的工后沉降量提出了明確要求，但卻難以做到。一是因為估算的沉降量本身就不易準確控制；二是因為預壓期往往是在沒有施加路面荷載的情況下確定的，因此當鋪上了路面之

4、后，路基在路面荷載的作用下又會產生新的沉降，從而使工后沉降達不到要求。有的地方為此對路堤或橋頭采取了等載預壓的措施，即用與路面荷載相當的堆載先對地基預壓一定時期后，再將此堆載卸掉修建路面，但是這就有一個尋找土源、重新移棄堆載土的問題，既不經濟，又不環保。2、 加載過程中路堤穩定及工期過長問題 采用堆載或自載預壓法處理軟弱地基時，始終得考慮路堤的穩定而必須分級加載，且加載后要穩定一段時間以便地基強度的增長能隨得住荷載的增加，否則就容易在施工中產生滑坡或導致軟土側向變形過大、土體固結達不到要求，因此施工速度較慢、工期過長。如果在自載預壓的前提下再輔以真空預壓進行聯合加載，實際上是在對路基實施超載載

5、預壓加固，超載部分就是由真空荷載來代替，該荷載施加方便、迅速，其最大荷載可達80-95KPA，相當于4-5M的填土荷載，大大超過路面荷載（30KPA）和一般的超載（2M左右的填土），這不僅實現了等載預壓、而且還真正起到了超載預壓的加固作用。因此，在對修建在沿海軟基上的公路路基進行加固處理時采用自載聯合真空預壓法，可以解決以下三方面的問題：1、沉降問題，使地基的沉降在聯合加固期間被基本消除，路堤在使用期間不致再有過大的沉降和沉降差，大大減少橋頭跳車。2、穩定問題，聯合加固能加速地基土抗剪強度的增長，從而提高地基承載力和穩定性。3、工程加快，能加快路堤的填筑速度，縮短工期達三分之一以上。三、自載聯

6、合真實預壓法加固地基的實施自載聯合真空預壓排水固結法加固地基是由排水系統（垂直及水平）和加壓系統兩部分組成。排水系統的主要作用在于改變地基原有的排水邊界條件和借助排水系統來傳遞真空壓力，增加孔隙水排出的途徑、縮短排水距離，減少加固時間；加壓系統就是使地基土的有效固結壓力增加而產生固結的荷載，即路堤本身自重和真空荷載。排水系統是一種手段，如果沒有加壓系統，孔隙中的水沒有壓力差就不會自然排出，地基也就得不到加固；如果只增加固結壓力，無良好的排水系統或不縮短土層的排水距離，則不能取得好的加固效果或不能在預壓期內盡快地完成設計所要求的沉降量，強度不能及時提高，加載也就不能順利進行，工期要求將得不到滿足

7、。所以上述兩個系統都是必不可少的，設計時總是要聯系起來統籌考慮。自載聯合真空預壓加固的示意圖如圖1。圖1自載聯合真空預壓法加固軟基示意圖自載聯合真空預壓加固地基時，一般先在軟弱地基上按真空排水預壓法的施工程序進行施工，即依次進行鋪設砂墊層、打設垂直排水通道、鋪設主濾管、安裝抽真空裝置、鋪密封膜等工序，在經試抽空并確認沒有漏氣發生后，就可進行路堤的逐層填筑施工。在具體施工時要注意以下幾點：1、一定得等膜下真空度穩定、并達到設計要求之后才能進行路堤施工，否則堆載上去之后一旦出現漏氣問題就難以處理了。2、為了防止堆第一層土時將密封膜和膜上的保護層弄破，最好在膜下也鋪一層熱粘針刺無紡土工布或編制土工布

8、，以防膜被堆載中的尖利物戳破。3、施工第一層堆載土要十分小心，可適當厚些，最好在40-50cm左右，鋪設時盡量找平，先進行人工攤鋪后再用機械由近向遠逐步推進，壓實時由輕到重進行多遍碾壓。4、第一層填土鋪完碾壓后不要急于鋪第二層，觀察一下膜下真空度的變化，以檢查有否漏氣。若沒有異常情況發生，則可一邊抽真空，一邊像路堤正常施工一樣分層往上連續鋪筑碾壓，這樣才能充分發揮自載聯合真空預壓的長處。5、堆載時要注意保護膜面上的沉降觀測標桿，并在堆載前進行一次測量，以記好堆載前沉降曲線的起點，便于日后對加固效果進行分析。6、一些特殊的地方（如橋頭高填土）采用聯合加固時，要密切注意對已有構筑物的影響，避免一些

9、意外事故發生。四、工程實例深圳市寶安區某快速干道一路段長159M，寬約50M，設計填筑的路堤高5M。當時因某些原因工期要求已落后4個多月，為了趕上工期，設計與施工單位采用自載聯合真空預壓的加固方法加固地基，最終不僅加固達到設計要求，而且工期也彌補上來。這是自載聯合真空預壓法運用得比較成功的一個實例，詳細介紹如下： 1、路基土層的地質概況地質勘探資料表明，該路段自上而下由以下幾層組成：第一層，人工吹填土，厚為0.3-0.5M；由粉砂、細砂組成，含少量細碎貝殼和淤泥；第二層，耕植土，厚，松散，含植物根系；第三層，淤泥混砂，飽和、軟塑-流塑，富含有機質，局部夾粉砂，該層含水量高、孔隙比大、壓縮性高、

10、強度低，是地基加固的主要對象；第四層，粉土或砂混淤泥，厚，底板埋深一般在、最大為1；飽和，該層滲透性較好，k=10-3-10-4cm/s；第五層，淤泥或淤泥夾砂層，層厚大于10M，飽和、流塑-軟塑、強度低，含水量高，孔隙比大、壓縮性高、強度低，也是加固的主要對象；第六層，淤泥質粘土層，飽和，軟塑狀，粘滑，含大量貝殼及腐植物，分布均勻，鉆探未鉆穿，應該說這也是一層需處理的對象，其對路堤的后期沉降會有較大的影響。淤泥軟土的土工試驗綜合成果見表1所示。 表1 淤泥軟土的物理力學指標2、施工簡況（1） 場地打設了深20M、間距1.3M、直徑為7CM、呈梅花形布置的袋裝砂井作為垂直排水通道；表層鋪設厚度

11、為70CM的中粗砂墊層，作為水平排水通道。（2） 在加固區外采用淤泥攪拌墻（深7M、局部10M）及垂直插塑（深5M）等密封技術，對第四層粉土及砂混淤泥進行封堵，以保證加固區內有較高的真空度；實踐證明這二項技術起到了作用，在試抽時膜下真空度一天內達到80KPA，而停抽一天后真空度才損失2KPA。（3） 密封膜上鋪設了40#扁絲機織土工布（抗拉強度40KN/M）以保護其不被刺破。（4） 抽真空裝置安排12臺套，其中2臺套為備用。平均每臺套擔負800M2 面積，濾管間距為6M。（5） 在抽真空開始、膜下真空度達到80KPA后的30天才開始用吹填方式填筑路堤，填筑共分五層，層厚依次為1.2M、1.6-

12、1.8M、1.0M、0.5M、0.5M，共5M厚；歷時67天，此后自載聯合真空預壓又歷時124天完成加固。實際的加載歷時曲線見圖2，聯合加載的典型斷面如圖3。 圖2實際的加載歷時曲線圖3聯合加載的典型斷面3、自載聯合真空預壓加固的效果與分析加固現場設置了真空度、地表沉降、水平位移和孔隙水壓力等觀測項目，觀測結果表明加固取得了較好的效果。（1）加固中最大沉降速率達到72MM/D，發生在抽真空的初期；在聯合預壓加固中，每次加載的頭幾天沉降速率也都在40-50MM/D；遠遠超出規范要求的沉降速率宜控制在20MM/D以下的標準。整個填筑過程中路提始終是穩定的，沒有出現任何失穩的征兆。路中心點平均沉降達

13、277.5CM，估計固結度達到90%左右，基本滿足工后沉降量30CM的要求。典型斷面的荷載沉降曲線見圖4。圖4典型斷面的荷載沉降曲線（2）孔隙水壓力的觀測結果（見圖5）表明，開始抽真空時孔隙水壓力就開始下降，形成負超靜水壓力，在地下9M深的測頭孔隙水壓力值下降較快、較大；在吹填加載期間，每加一級荷載，各個測頭的孔隙水壓力值均明顯地出現短暫的增大、隨后很快便穩定，在吹填加載5M的整個過程中，其最大累計升幅為30KPA（發生在埋深18M的測頭處），其余為10-20KPA，而且所有測頭讀數都未超過出孔壓初時的穩定值。這是由于在加固區內始終豐在著穩定的真空壓力，其產生的負超靜水壓力抵消了相當一部分堆載過程中始終處于低孔隙水壓力的穩定狀態，沒有出現滑坡和失穩現象。也正因此