真空預(yù)壓論文

-.z.真空堆載預(yù)壓加固軟基法在軟基處理中實(shí)踐應(yīng)用發(fā)表時(shí)間：2010-11-18

來(lái)源："中小企業(yè)管理與科技"2021年6月下旬刊供稿

陳二明[導(dǎo)讀]在砂墊層中留出30cm的地方，剪斷塑料排水板；⑤將塑料排水板與樁尖再連接，如有移動(dòng)，就應(yīng)重新打設(shè)。陳二明〔**曹妃甸根底設(shè)施建立投資集團(tuán)〕

摘要：結(jié)合*高速公路工程，筆者簡(jiǎn)要介紹了真空堆載預(yù)壓法的施工工藝，隨后詳細(xì)介紹了關(guān)鍵施工工藝的質(zhì)量控制措施。實(shí)踐證明，該路段軟基處理情況良好，工程取得了良好的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。

關(guān)鍵詞：真空堆載預(yù)壓法

軟基

砂墊層

塑料排水板

密封膜

1工程概況

*高速公路互通D匝道DK0+312—DK0+500段路基軟土深厚，采用真空堆載聯(lián)合預(yù)壓地基處，處理寬度約20m。

地層分布情況如下：①素填土，雜色，主要由塊石、碎石、砂等組成，厚0.6m左右。②粘土，灰黃色，可塑—硬塑狀態(tài)，厚2.0m左右。③淤泥，青灰色，飽和，流塑狀，含水量69.0%，孔隙比eo=1.993，壓縮模量Es=1.40MPa，夾少量貝殼，厚22.4m左右，為主要壓縮層。④卵石、礫石，灰—灰黃色，稍密—中密狀，粘性土含量小于20%，厚度為3m，埋深在24.4~27.6，為天然的排水層，塑料排水板應(yīng)防止進(jìn)入此層。⑤淤泥質(zhì)粘土，深灰色，飽和，軟塑，局部為粘土，厚度為5米。

2真空堆載預(yù)壓法工藝流程

真空堆載預(yù)壓法施工工藝比成熟的堆載預(yù)壓法要復(fù)雜，其工藝流程為：①先鋪設(shè)50cm厚砂墊層；并打設(shè)塑料排水板；②在砂墊層中埋設(shè)濾管；③回填10cm厚細(xì)砂墊層；④在加固區(qū)邊緣挖溝；⑤鋪設(shè)復(fù)合土工布和密封膜、填溝、安裝并聯(lián)接抽氣管道和射流泵；⑥檢驗(yàn)土工膜密封情況；⑦土工膜上鋪設(shè)15~20cm厚細(xì)砂層，以保護(hù)密封膜；⑧開(kāi)場(chǎng)抽氣，密切注意膜下真空度的變化，發(fā)現(xiàn)漏氣，及時(shí)處理，當(dāng)膜下真空度到達(dá)設(shè)計(jì)值后，連續(xù)抽氣15天左右，同時(shí)進(jìn)展上部堆載填筑。

3關(guān)鍵工序施工質(zhì)量控制

3.1砂墊層的鋪設(shè)

3.1.1墊層材料墊層材料應(yīng)采用透水性好的砂料(中粗砂)，采用50cm以上厚的砂礫墊層，并在其上鋪設(shè)10cm細(xì)砂。砂礫墊層滲透系數(shù)大于10-2cm/s，干密度必須超過(guò)1.59/cm3，而它的泥沙含量則要控制在3%以?xún)?nèi)。

3.1.2墊層尺寸整個(gè)墊層厚度最好是大于50cm的，科學(xué)的平面尺寸是在加固區(qū)四周各往外擴(kuò)大1m，這樣能有效的保證水分能夠從墊層排除。在施工中，如果沙料缺乏，可以用砂溝代替砂墊層；砂溝的寬度為2-3倍砂井直徑，通常的深度是40-60cm。

3.1.3水平排水墊層施工該階段在施工時(shí)，要盡量控制動(dòng)作，防止動(dòng)土地方的過(guò)大動(dòng)作，預(yù)防泥沙混合，從而降低墊層的排水效果。

鋪設(shè)砂墊層前，要講井頂面和周?chē)碾s物清理干凈，能提高沙井排水的效率；因?yàn)榈乇肀葦M軟弱，運(yùn)行車(chē)輛應(yīng)以輕便的車(chē)輛為主，同時(shí)防止過(guò)大的動(dòng)作；廢棄的沙堆應(yīng)堆放在施工現(xiàn)場(chǎng)之外，在用小型輕便的運(yùn)輸工具把沙堆運(yùn)力開(kāi)；攤鋪要保證均勻和平整，形成雙向橫坡；在此，還要防止泥沙等雜物混進(jìn)沙層；壓實(shí)應(yīng)用靜壓式壓路機(jī)進(jìn)展，不得振碾。

3.2垂向塑料排水板施工

3.2.1塑料排水板施工的施工順序主要是：①將塑料帶通過(guò)導(dǎo)管從管靴穿出；并與樁尖連接，貼緊管靴并對(duì)準(zhǔn)樁位；②靜壓沉入導(dǎo)管的深度要符合施工標(biāo)準(zhǔn)；③拔管，塑料排水板與軟土粘接錨要固定在軟基內(nèi)；④在砂墊層中留出30cm的地方，剪斷塑料排水板；⑤將塑料排水板與樁尖再連接，如有移動(dòng)，就應(yīng)重新打設(shè)。

3.2.2塑料排水板施工考前須知①在施工前要考察地質(zhì)情況，在安排排水孔的場(chǎng)地范圍內(nèi)作必要的觸探(探孔)檢查，以盡量防止施打排水孔時(shí)碰到地下障礙物。(探孔深度不要超過(guò)設(shè)計(jì)孔深60cm)。②排水板在裝運(yùn)和儲(chǔ)存期間，要包上厚保護(hù)層，在施工現(xiàn)場(chǎng)存放要注意防曬及泥漿、灰塵污染或其它物體的碰撞破壞。③排水孔的施打過(guò)程要采用定載振動(dòng)壓入的方法，一直打到設(shè)計(jì)要求的深度，不允許重錘夯擊。④施打從護(hù)坡道向路中心推進(jìn)，每排可打設(shè)7根，打完一排再向前移動(dòng)門(mén)架，直至處理長(zhǎng)度方向訖點(diǎn)。然后橫移門(mén)架，返回施打下一幅。期刊文章分類(lèi)查詢(xún),盡在期刊圖書(shū)館

3.3真空預(yù)壓施工工藝

3.3.1主、濾管及其布置主管和濾管的管材可以是自來(lái)水管或PVC管，目前使用較多的為后者，PVC材料在水中不會(huì)銹蝕，重量輕，價(jià)格廉價(jià)，容易清洗，可重復(fù)使用，外包無(wú)紡布后不會(huì)粘連。

主、濾管的平面布置一般采用條形或魚(yú)刺形排列，本工程中的主、濾管布置形式為雙排魚(yú)刺形。各管之間的連接采用橡膠軟管軟連接，以適應(yīng)場(chǎng)地的不均勻沉降。濾水管布置最好能形成回路，濾水管埋設(shè)在水平排水砂墊層的中部，其上有0.15~0.20m砂覆蓋層，防止濾水管上尖利物體刺破密封膜。

3.3.2密封膜的鋪設(shè)密封是真空預(yù)壓工程成功的關(guān)鍵。密封膜應(yīng)具備重量輕、強(qiáng)度大、韌性好、抗老化、耐腐蝕等特性。工程可選用聚氯乙烯薄膜，其各項(xiàng)性能指標(biāo)如表1所示。

3.3.3抽真空設(shè)備的施工抽真空設(shè)備主要包括出膜裝置和真空射流泵。抽真空設(shè)備的好壞直接決定真空預(yù)壓的成敗和效果，通常采用射流真空泵，因其真空度高、設(shè)備輕便、易于操作。空抽時(shí)必須到達(dá)95kPa以上的真空吸力，本工程到達(dá)98kPa。采用功率為8.0kw的射流泵，每臺(tái)加固面積控制在8000m2。

3.3.4抽氣階段施工要求與質(zhì)量要求①保持射流箱內(nèi)滿(mǎn)水和低溫，射流裝置空載情況下均應(yīng)超過(guò)90kPa；②經(jīng)常檢查各項(xiàng)計(jì)錄，發(fā)現(xiàn)異常現(xiàn)象，如膜內(nèi)真空度值小于80kPa等，應(yīng)盡快分析原因并才取措施補(bǔ)救；③鋪膜前應(yīng)用砂料把砂井空填充密實(shí)，密封膜破裂后，可用砂料把井孔填充密實(shí)至砂墊層頂面，然后分層把密封膜穩(wěn)定好，要預(yù)防砂井孔處下沉，從而導(dǎo)致密封膜的破裂；④抽氣階段的膜內(nèi)真空要大于80kPa。

在卸載的過(guò)程中，滿(mǎn)足一下要求時(shí)可停頓抽氣。①連續(xù)施工5d，實(shí)測(cè)沉降速率小于0.5mm/d；②沉降、承載力、有效壓力強(qiáng)度等都符合相關(guān)的施工標(biāo)準(zhǔn)了；③地基的結(jié)實(shí)程度要在80%以上。

3.5路堤碾壓和填筑路堤的壓實(shí)程度和效果是根據(jù)施工材料來(lái)確定的，其中，沙粒的最大粒徑要小于12cm。在施工中還要注意它的平整度，預(yù)防不均與的情況出現(xiàn)，防止影響到路基的強(qiáng)度和密實(shí)度。

路堤填筑壓實(shí)的施工工藝是，對(duì)于最大粒徑不超過(guò)4cm或大于4cm的含量不超過(guò)30%的碎石土，通過(guò)利用重型擊實(shí)試驗(yàn)法來(lái)壓實(shí)，并取得最大干密度的壓實(shí)度。對(duì)于粒徑大于4cm的含量在30%以上的碎石土，采用固體體積率控制壓實(shí)密度。在填方路基0-80cm的范圍內(nèi)，整個(gè)填料的固體體積率≥83%，80cm以下≥80%。

在施工中的壓力在80kPa以，同時(shí)要連續(xù)施工15d，可開(kāi)場(chǎng)填筑路基。第一層必須進(jìn)展認(rèn)真挑選，不能有堅(jiān)硬礫石，以防戳破真空膜，填土厚度≥0.5m，土層上的機(jī)械行走要直走，預(yù)防大角度的拐彎和大幅度的運(yùn)行。而填土的第二層，采用"薄層輪加法〞施工，第2層厚度為0.3m，填土速率控制在10cm/d左右。假設(shè)在雨季施工，可在砂墊層頂面以上2m厚度內(nèi)路堤采用填砂，邊坡采用包邊土。在路堤填筑時(shí)，相鄰填方作業(yè)假設(shè)非同時(shí)填筑，則先填地段按1：1坡度分層留好臺(tái)階；假設(shè)同時(shí)填筑，則應(yīng)分層相互交迭銜接，搭接長(zhǎng)度須≥2m。真空預(yù)壓期，側(cè)向位移指向路基中心，孔壓持續(xù)下降，不存在失穩(wěn)問(wèn)題，對(duì)沉降不做嚴(yán)格限制；填土后，為了控制好路基填土速率，了解和驗(yàn)證地基加固程度和處理效果，設(shè)置主監(jiān)控?cái)嗝婧透北O(jiān)控?cái)嗝?。觀測(cè)穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)可按中心沉降<2cm/d、側(cè)向位移<0.5cm/d、孔壓系數(shù)(B=du/dp)<0.6來(lái)控制。

4完畢語(yǔ)

抽真空僅3d，膜下平均真空度己達(dá)80kPa左右，抽真空總歷時(shí)達(dá)120d，膜下平均真空度均保持在85kPa以上，外加0.5~1.0m的覆水，即真空加覆水荷重平均達(dá)90KPa。抽真空完畢后，排干膜上覆水，鋪設(shè)土工布和褥墊層、過(guò)渡層，并開(kāi)場(chǎng)正常的路基填筑。填筑歷時(shí)近135d，實(shí)際填高達(dá)6.1m(設(shè)計(jì)填高為4.7m，填筑速率為每月1m)。觀測(cè)結(jié)果顯示，真空一堆載聯(lián)合預(yù)壓法的加固效果是很顯著的，在真空-堆載聯(lián)合預(yù)壓期間，觀測(cè)斷面中心及邊緣處的沉降分別為142.0cm、98.1cm、103.3cm孔隙水壓力觀測(cè)在公路路堤施工中的應(yīng)用摘要：為了保證路堤的穩(wěn)定性,在施工過(guò)程中需要通過(guò)多方面的觀測(cè)。文章采用采用圖表分析法繪制了水壓力過(guò)程線，并結(jié)合土壓力觀測(cè)和沉降對(duì)孔隙水壓力進(jìn)展了分析。根據(jù)觀測(cè)指標(biāo)分析，評(píng)價(jià)工程是否滿(mǎn)足設(shè)計(jì)與施工要求，在路堤施工階段用來(lái)控制路堤填土速率，保證軟基路堤施工的順利進(jìn)展。關(guān)鍵詞：孔隙水壓力；路堤；應(yīng)用一概述隨著我國(guó)高速公路建立的加強(qiáng)和對(duì)工程質(zhì)量的控制要求的提高，標(biāo)準(zhǔn)對(duì)傳統(tǒng)的路基質(zhì)量控制指標(biāo)如壓實(shí)度、含水量、彎沉等提出了明確的要求，設(shè)計(jì)文件還增加了施工過(guò)程中的穩(wěn)定性標(biāo)準(zhǔn)，如地表沉降量、側(cè)向位移、土壓力、水壓力等。本文僅對(duì)路堤施工期孔隙水壓力觀測(cè)的應(yīng)用作簡(jiǎn)要闡述。高速公路路堤施工中的孔隙水壓力原位測(cè)試是通過(guò)定期測(cè)量預(yù)埋在路堤底面的觀測(cè)儀器〔孔隙水壓力計(jì)〕，反映路堤在土體固結(jié)、根底變形和水流滲透等因素作用下孔隙水壓力的大小和變化。施工期土體在荷載作用下，應(yīng)力狀態(tài)發(fā)生變化，土體固結(jié)而產(chǎn)生孔隙水壓力，這將削減上體的有效應(yīng)力，影響路堤的穩(wěn)定性，嚴(yán)重的可導(dǎo)致地基沉降、堤身裂縫、滑坍等破壞。二理論根底1滲壓計(jì)原理

孔隙水壓力計(jì)也常稱(chēng)為滲壓計(jì)，其根本原理為：土中孔隙水滲經(jīng)透水配件，將水壓傳至滲壓計(jì)空腔，測(cè)定空腔的水壓即為上中的孔隙水壓力值。2土體固結(jié)理論土體在外加荷載作用下，由于孔隙比減少而壓密變形，同時(shí)提高了強(qiáng)度。對(duì)于飽和土，只有當(dāng)孔隙水?dāng)D出以后，變形才能產(chǎn)生。開(kāi)場(chǎng)時(shí)，土中應(yīng)力全部由孔隙水承當(dāng)。隨著孔隙水的擠出，孔隙水壓力逐步轉(zhuǎn)變?yōu)橛赏凉羌艹惺艿挠行?yīng)力。3有效應(yīng)力原理控制飽和土體體積變形和強(qiáng)度變化的不是土體承當(dāng)?shù)目倯?yīng)力，而是總應(yīng)力與孔隙水壓力之差，即土骨架承受的應(yīng)力，即所謂有效應(yīng)力。根據(jù)這一原理，通常采取加強(qiáng)土體排水措施，促使孔隙水壓力消散，以便增大有效應(yīng)力，到達(dá)提高工程穩(wěn)定性的目的。三孔隙水壓力測(cè)試孔隙水壓力測(cè)點(diǎn)通常是在施工期進(jìn)展布設(shè)，并埋設(shè)滲壓計(jì)或測(cè)壓管等觀測(cè)設(shè)備。采用鉆孔法埋設(shè),埋設(shè)關(guān)鍵是封孔。封孔的目的是隔斷水壓計(jì)上下水源。埋設(shè)時(shí)孔隙水壓力計(jì)嚴(yán)密貼合測(cè)點(diǎn)土層,采用枯燥膨脹土或高液限黏土泥球封孔密閉,使測(cè)點(diǎn)土層孔隙水與土層孔隙水完全隔絕。一般在土壩的最大斷面等處至少選擇二個(gè)觀測(cè)斷面，每個(gè)觀測(cè)斷面上分不同高程按網(wǎng)格布設(shè)測(cè)點(diǎn)。測(cè)點(diǎn)數(shù)量取決于地質(zhì)、施工方法、堤身尺寸等。在邊坡穩(wěn)定分析滑弧區(qū)和靠近路基的部位，要多設(shè)一些測(cè)點(diǎn)，以能繪出孔隙水壓力等值線為原則一般每個(gè)斷面不少于3排，排距高差5～10m，每排不少于3個(gè)測(cè)點(diǎn)，點(diǎn)距10～15m。埋設(shè)后，待鉆孔完全填實(shí)和埋設(shè)時(shí)的超孔隙水壓力消散時(shí)，才可測(cè)讀孔壓計(jì)讀數(shù)，一般要3～4d的穩(wěn)定時(shí)間。讀數(shù)時(shí)需連續(xù)測(cè)讀數(shù)日，直到讀數(shù)穩(wěn)定為止，以穩(wěn)定讀數(shù)為初始讀數(shù)。為了保護(hù)孔壓計(jì)外引電纜不受損壞，保證孔隙水壓力準(zhǔn)確傳遞，宜將所有孔隙水壓力計(jì)電纜編好，而后集中穿入硬塑料管埋入電纜溝，引進(jìn)路基以外觀測(cè)箱內(nèi)；為防止施工時(shí)截?cái)嚯娎|，可在電纜溝旁邊作些標(biāo)記。四工程應(yīng)用王樓至**高速公路位于**省東部，全長(zhǎng)44.906公里。由于受到2003年夏秋兩季強(qiáng)降水的影響，造成路線場(chǎng)區(qū)內(nèi)地表長(zhǎng)期積水，土體飽和軟化。其中05標(biāo)段K41+290du斷面填方高度8.83m。地質(zhì)情況為：Q4al為灰黃～褐灰色亞粘土，夾亞砂土，粉沙透鏡體，Q3al為褐黃色中密狀細(xì)砂。地下水為賦存于砂類(lèi)土中的孔隙潛水，水位埋深1.4～2.8m。鉆孔可見(jiàn)液化的飽和亞砂土透鏡體，強(qiáng)度折減系數(shù)a=1/3,液化指數(shù)ILE=0,為中等液化場(chǎng)地。含水量W=43.8～50.4%，e=1.251～1.405,C=9～25Kpa，Φ=4～90。該斷面的軟基處治方式采用粉噴樁處理：樁徑50cm，樁距150cm,樁長(zhǎng)7m。粉噴樁按平行四邊形在基底范圍內(nèi)布置，寬度按根底寬加寬150cm?，F(xiàn)場(chǎng)穩(wěn)定控制采用了沉降板觀測(cè)、土壓力觀測(cè)、側(cè)向位移觀測(cè)及孔隙水壓力觀測(cè)，通過(guò)對(duì)施工期觀測(cè)數(shù)據(jù)的整理，繪成系列關(guān)系曲線,見(jiàn)圖1～圖3所示。圖1說(shuō)明，隨著填土高度的增加，沉降量也逐漸增大；沉降速率和填土速率由很好的正相關(guān)性，沉降速率〔由沉降曲線斜率可看出〕隨填土速率的增加而增加；填土停頓后，隨時(shí)間的推移，沉降漸趨平穩(wěn)。由圖2可以看出，在路堤填筑過(guò)程中，路堤底部的孔隙水壓力隨填土的增加整體上呈上升趨勢(shì)，并逐漸趨于平穩(wěn)直至有下降的趨勢(shì)。這是由于在填土初期，加載速率快