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1、真空預(yù)壓技術(shù)在高速公路軟土路基處理中分析應(yīng)用摘要:真空預(yù)壓技術(shù)是我國推廣并廣泛使用的一項(xiàng)軟土路基處理技術(shù);本文結(jié)合工程實(shí)例,詳細(xì)闡述了真空預(yù)壓技術(shù)在高速公路軟基處理中的施工技術(shù)要點(diǎn),并對其施工效果監(jiān)測進(jìn)行了深入分析探討和總結(jié)。關(guān)鍵詞:城市道路;真空預(yù)壓技術(shù);軟基處理;效果監(jiān)測;水平位移1引言目前,真空預(yù)壓已作為較成熟的技術(shù),在港口、公路、鐵路、能源、房屋建筑工程中得到成功的應(yīng)用。在軟土地基處理過程中,進(jìn)行現(xiàn)場監(jiān)測十分重要,通過對一些項(xiàng)目的監(jiān)測可以控制施工安全、分析地基的固結(jié)情況、評價(jià)加固效果,及時(shí)地為下一步施工、設(shè)計(jì)提供可靠的信息依據(jù),同時(shí)也能為科學(xué)研究提供可靠的觀測數(shù)
2、據(jù)。2工程概況湖南某繞城高速公路全長32.5km,路寬60m。該公路多段處于臨江漫灘和池塘、水田之上,線段內(nèi)表層人工填土較為復(fù)雜,其下在較深范圍內(nèi)均為江水沖淤積成因的土層,土層分布變化較大,強(qiáng)度低,壓縮性高。為了減少工后沉降,在樁號K5+100~K5+650段落中采用真空排水預(yù)壓法處理。11目前場地內(nèi)主要為農(nóng)田、魚塘、原有道路以及道路兩側(cè)未拆除的居民房屋、廠房及商店等,場地地勢略有起伏,其場地內(nèi)的土層分布如下:①-1雜填土:褐灰~雜色,松散,由較多的碎磚、石子及少量粘土填積。局部新近堆土區(qū),為新近填積,層厚0~5.8m。①-2淤泥質(zhì)填土:灰~灰黑色,飽和,流塑,含較多腐
3、殖植物及碎磚,分布于原溝、塘之中。層頂埋深0.4~1.6m,層厚0.3~1.6m。①-3素填土:褐灰色,軟塑,亞粘土夾少量碎石填積。層頂埋深0~5.8m,層厚0.7~5.0m。②-1粘土:灰色~黃灰色,軟~流塑,局部缺失。層頂埋深0.4~5.0m,層厚0.7~2.7m。②-2淤泥質(zhì)粘土:灰色~褐色,流塑,局部為亞粘土,下部夾有薄層亞細(xì)砂、粉砂。層頂埋深0.9~6.6m,層厚不詳。②-3粘土:灰色,流塑,局部為軟塑狀態(tài),與粉砂呈交互層。層頂埋深10.8~17.8m,層厚1.2~7.2m。②-4粉細(xì)砂:灰色,稍~中密,夾亞砂土,分布于沿線道路的中部。層頂埋深13.0~18.
4、7m。3軟土路基真空預(yù)壓施工技術(shù)3.1真空堆載預(yù)壓技術(shù)作用原理11真空預(yù)壓是使加固區(qū)域內(nèi)的土體造成負(fù)壓,使邊界的孔壓降低,土體中的原來孔壓便與這些邊界的孔壓形成一定的壓力差并且發(fā)生不穩(wěn)定滲流,隨著時(shí)間的增長,土體中的孔壓逐漸降低,降低的孔壓轉(zhuǎn)變?yōu)橥馏w的有效壓應(yīng)力,真空度越高,沿深度衰減越小,則增加的有效壓應(yīng)力越大,加固效果越好。對于天然地基,地基土一般處于K0固結(jié)狀態(tài),即,由于孔隙水壓力是球應(yīng)力,所以真空預(yù)壓時(shí)減少的孔壓(增加的有效壓應(yīng)力)是各向相等的,因此地基中土體單元的莫爾圓大小并沒有改變,只是向右發(fā)生平移,當(dāng)“荷載”卸除后,被加固土體由正常固結(jié)狀態(tài)變?yōu)槌探Y(jié)狀態(tài),
5、和加固前相比,強(qiáng)度增加了。真空預(yù)壓使地基產(chǎn)生沉降,一般在加固區(qū)的中心點(diǎn)產(chǎn)生的沉降值最大,使加固區(qū)表面呈鍋底狀,這種收縮的特性使土體更利于擠密。3.2豎向排水體施工工藝主要工序?yàn)椋簣龅仄秸?、鋪砂墊層→前期勘探、埋設(shè)監(jiān)測儀器→打設(shè)豎向排水體→粘性土柔性密封墻施工→鋪設(shè)水平濾管,安裝真空泵→鋪土工布、膜→開挖、回填密封溝→抽氣管道和真空泵連接→抽真空、軟基監(jiān)測→抽真空穩(wěn)定至設(shè)計(jì)天數(shù)→效果檢測→卸除真空荷載。真空預(yù)壓法處理軟土地基的關(guān)鍵在于真空度的有效傳遞和穩(wěn)定維持,所以在其施工過程中需特別注意以下幾點(diǎn)。11真空度是通過打設(shè)在地基里面的豎向排水體向下及向土體中傳遞的,因此豎向排
6、水體的施工工藝直接影響著真空預(yù)壓施工的效果。常用豎向排水體的形式有:普通砂井、袋裝砂井、塑料排水板。在本次工程中,采用袋裝砂井的形式。成孔方式采用振動沉管法,即將帶套有混凝土端靴的套管沉到預(yù)定深度,然后在管內(nèi)放入做好的袋裝砂井,拔出套管便形成了砂井,要求拔管后帶上砂袋的長度≤0.50m。另一方面,灌入砂袋的砂宜用干砂,并應(yīng)灌制密實(shí),砂袋長度應(yīng)較砂井孔長度長50cm,使其放入井孔后能露出地面,以便埋入排水砂墊層中。袋裝砂井施工時(shí),所用鋼管的內(nèi)徑宜略大于砂井直徑,不宜過大,以減小施工過程對地基土的擾動。3.3水平排水體施工工藝墊層材料應(yīng)采用透水性好的砂料,通常采用級配良好的
7、中粗砂,含泥量≤3%。施工中需注意:1)墊層平面尺寸和厚度符合設(shè)計(jì)要求,厚度誤差為±h/10(h為墊層設(shè)計(jì)厚度),每100m2挖坑檢驗(yàn),在本次施工中,因?yàn)樗綁|層上鋪設(shè)了雙層的土工布和塑料膜,所以墊層的厚度只有30cm;2)與豎向排水通道連接好,不允許雜物堵塞或隔斷連接處,在本次施工中,砂料都經(jīng)過了一定的篩分;3)盡量不擾動天然地基;4)不得將泥土或其它雜物混入墊層,以免堵塞濾管;115)真空預(yù)壓墊層,其面層4cm厚度范圍內(nèi)不得有帶棱角的硬物。3.4水平濾管的布設(shè)水平濾管有主、支管之別,材料有鋼管和PVC管2種,在本工程中選用了后者。濾水