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1、真空預壓法在高速公路軟基處理中應用試驗探究 摘要：以Z高速公路為例，對軟土地基處理方案進行了說明，對室內真空預壓軟基處理試驗進行了分析，并在現場真空預壓軟基處理試驗結果進行了分析，為真空預壓加固地基的研究提供現場試驗資料。關鍵詞：高速公路；真空預壓，現場試驗中圖分類號：U412.36+6文獻標識碼：A真空預壓法屬于排水固結法中的一種，于1952年由瑞典皇家地質學院杰爾曼教授（W.Kjellman)提出，目前真空預壓法已經成為軟基加固眾多方法中的一種行之有效的方法。雖然經過國內外眾多學者及工程師們的努力，真空預壓加固軟基方法在機制研究、工藝方法、設計方面得到了很多進展
2、，但理論研究仍然比較滯后，阻礙了該工法的進一步發(fā)展及應用，已引起工程界和學術界的高度關注。1工程概況本文依托工程為Z高速公路土建28合同段，項目地處屬于平原微丘區(qū)，共有路基挖方681568m3，路基利用方4854617m3，基底地質構造以褶皺為主，斷裂次之；蓋層以斷裂為主，褶皺次之。平原區(qū)為大面積松散沉積物覆蓋。設計標準參照雙向四車道高速公路標準，設計車速120KM/H，路基寬度28米。2軟土地基處理方案本試驗段地基處理分別采用了菜噴抽、粉噴樁、塑料排水板聯合超載預壓、塑料排水板聯合真空預壓、砂樁聯合等載預壓等地基加同措施，詳見表1。表1軟土地基加固設計措施通過勘測，
3、所研究的試驗段的地基土以粘土和淤泥質粉質粘土為主，很適合在加固區(qū)形成穩(wěn)定負壓邊界條件，所以選用真空預壓法處理。也因此，我們取k0+276.51-k0+535作為先真空后堆載聯合預壓試驗段，來進行試驗研宄。水平排水砂塾層分膜上和膜下兩層砂墊層。前者保護密封膜，后者水平排水、傳遞真空壓力和防止土顆粒堵塞排水系統。鋪設砂墊層之前先平整場地，一般是中間略高，四周稍低，坡度為2%左右，鋪完砂塾層后，即可打設塑料排水板，嚴格控制打設深度，避免回帶現象，并將施工好的塑料排水板折埋砂塾層中。埋設砂墊層中的管道分主管和濾管兩種，其作用是傳遞真空壓力和將土中排至砂塾層中的水（氣）通過管道
4、排至膜外，主管：82.9mm、5.5m/根，主管上設有孔洞及反濾材料包裹；濾管：55mm、5.5m/根，濾管上分布有孔洞并用反濾材料包裹；管道平面布置采用魚刺形布置，濾管間距5.75m，整個管道埋入砂塾層25cm深。埋設完管道，即可鋪設第一層土工布，然后再其上鋪設密封膜。3室內真空預壓軟基處理試驗分析取3個土樣，在真空荷載下做滲透試驗。將滲透系數與沉降變形的關系曲線進行分析，見下圖1，可以發(fā)現，圖中滲透系數隨沉降變形增大逐漸減小，最后趨于穩(wěn)定，加固完成后，數量級沒有改變。所以在理論及數值計算過程中假定土體滲透系數不變的手段不太符合實際情況，會對計算結果有所影響。若取變
5、化前和變化后滲透系數的平均值，影響會減小。圖1滲透系數與況降關系真空負壓下滲透試驗的耗時較長，且需連續(xù)觀測，人工強度很大，所以只對3個試件進行了分階段滲透試驗。第一階段滲透系數與時間關系，如圖2，第二階段如圖3。圖2第一階段滲透系數與時間關系圖圖3第二階段滲透系數與時間關系規(guī)律：(1)抽真空后，土體滲透系數隨著時間發(fā)生細微變化。(2)在抽真空一階段，滲透系數會有些波動，之后滲透系數逐漸下降，且下降的趨勢趨于平穩(wěn)。在抽真空二階段，滲透系數波動幾乎沒有，但趨勢是逐漸減小的。7總的來說，在室內試驗真空荷載水平非常理想的情況下，滲透系數的變化非常微小，沒有數量級的超越。而現場
6、抽真空的過程常因停電或機械故障而中斷，這種現象對土的滲透系數的影響會更小。真空作用對試樣的四個影響方面，大氣壓作用是最主要的，其余幾個方面的影響可以忽略不計。按照以上成果的界定，本室內試驗屬于柔性膜下的真空試驗。試驗表明，真空作用試驗和與其等效的堆載作用試驗土樣的作用效果是一樣的，都是超孔隙水壓力消散，有效應力增長的結果。4現場真空預壓軟基處理試驗分析4.1路基中點表層沉降隨時間變化分析本試驗工程共有7個沉降觀測斷面，分別為：k0+280、k0+:M3、k0+370、k0+445、k0+450、k0+500、k0+535。選擇其中有代表性的觀測斷面（k0+342)線路
7、中線上的沉降進行分析說明。(1)2006年7月26日開始抽真空，2007年8月20日開始正式路堤填筑。72006年7月26日至2006年9月20日為真空預壓時間段，歷時56天。2006年9月21日，正式開始填筑路堤，發(fā)現路基沉降速率又變大了。沉降速率的變化與填土堆載堆填的施工速度關系密切。2006年11月1日-11月6日期間，填土堆填速率加快了，路基沉降速率隨其加快而變大，經過觀測，達到了10cm/d以上。至2007年1月4日，完成了基床表層以下所有路堤填筑。K0+342斷面沉降量積累到了178.3cm，k0+448斷面沉降量積累到了91.8cm。(
