論真空堆載聯(lián)合預(yù)壓技術(shù)在公路軟基處理中的應(yīng)用

論真空堆載聯(lián)合預(yù)壓技術(shù)在公路軟基處理中的應(yīng)用【摘要】由于真空聯(lián)合堆載預(yù)壓法具有工期短、造價(jià)低、節(jié)約材料以及加固效果好等優(yōu)點(diǎn)，在我國(guó)公路軟基處理中得到了廣泛的應(yīng)用。在公路施工過(guò)程中，無(wú)法避免軟土地基的問(wèn)題，就需要對(duì)該問(wèn)題進(jìn)行一定的處理，真空聯(lián)合預(yù)壓法的應(yīng)用，不僅可以減少路基的沉降量，還可以提高公路施工的質(zhì)量，延長(zhǎng)公路的使用壽命。因此，本文將對(duì)真空聯(lián)合堆載預(yù)壓法在公路軟基處理中的應(yīng)用進(jìn)行詳細(xì)的闡述，以此為同類(lèi)工程提供可靠的參考依據(jù)?！娟P(guān)鍵詞】真空聯(lián)合堆載預(yù)壓法；公路軟基；質(zhì)量；應(yīng)用一、真空預(yù)壓與堆載預(yù)壓的加固處理1、堆載預(yù)壓的加固處理堆載預(yù)壓法以土料、塊石等作為荷載，對(duì)被加固的軟土地基進(jìn)行預(yù)壓。為了縮短加固時(shí)間，加快固結(jié)過(guò)程，在地基中打設(shè)一定深度的塑料排水板，軟基在堆載荷載作用下，產(chǎn)生正的超靜水壓力。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間，超靜水壓力逐漸消散，土中有效應(yīng)力不斷增長(zhǎng)，地基得以固結(jié)，產(chǎn)生垂直變形，同時(shí)強(qiáng)度也得到提高。2、真空預(yù)壓的加固處理用真空預(yù)壓法加固軟土地基時(shí)，在需要加固的地基上先鋪設(shè)砂墊層，然后打設(shè)塑料排水板，塑料排水板的作用在于:（1）作為垂直排水通道、減少排水距離、加速土體的固結(jié);（2）傳遞真空度，即通過(guò)塑料排水板向深層土體試加“預(yù)壓荷載”，之后通過(guò)安裝抽真空設(shè)備和密封膜在加固土體中形成一個(gè)負(fù)超靜水壓力，使土體中的孔隙水從排水通道不斷排出，土中孔隙水壓力逐漸減小，有效應(yīng)力逐漸增加，地基逐漸固結(jié)。3、兩種加固方法的比較（1）真空預(yù)壓法利用大氣來(lái)加固，因此，不需要大量的預(yù)壓材料，但由于土體有效應(yīng)力的增加具有最大值，最大只有95kPa。而堆載預(yù)壓法中，土體加固后形成的有效應(yīng)力與上部施加的荷載大小有關(guān)。（2）真空預(yù)壓法中降低的是孔隙水壓力，土體不產(chǎn)生剪切變形，只發(fā)生收縮變形，僅有側(cè)向收縮?？辜魪?qiáng)度提高的同時(shí)不會(huì)伴隨剪應(yīng)力的增大，不會(huì)導(dǎo)致抗剪強(qiáng)度的衰減，加固后土體的密實(shí)度高。而堆載預(yù)壓法處理中會(huì)產(chǎn)生側(cè)向擠出變形，加固后土體的密實(shí)度低。（3）真空預(yù)壓加固時(shí)，“荷載”是一次施加的，加載快，不必?fù)?dān)心加固過(guò)程中出現(xiàn)地基失穩(wěn)情況，且土的滲透性提高、固結(jié)過(guò)程加快。而堆載預(yù)壓處理中需控制加載速度，固結(jié)過(guò)程也較慢。二、真空聯(lián)合堆載法施工中的關(guān)鍵技術(shù)1、加固效果。真空聯(lián)合堆載預(yù)壓法是在真空預(yù)壓和堆載預(yù)壓基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種軟基處理方法，它具有真空預(yù)壓和堆載預(yù)壓的雙重效果，適用于設(shè)計(jì)荷載大，承載力要求高的工程。該方法在加固效果方面有如下三個(gè)方面的特點(diǎn)：（1）固結(jié)速度。真空預(yù)壓階段，真空度通過(guò)濾管、砂墊層及垂直排水通道逐漸向上體內(nèi)部傳遞，土體中的孔隙水在這種壓差的作用下不斷向外排出，從而使土體發(fā)生排水固結(jié)。真空堆載和聯(lián)合預(yù)壓階段在真空預(yù)壓的基礎(chǔ)上，再利用路堤填上進(jìn)行堆載預(yù)壓，一方面堆載的作用使土體中的孔隙水壓力升高：另一方面真空預(yù)壓的作用使砂墊層及垂直排水通道的孔壓要處于負(fù)壓狀態(tài)，這樣地基中孔隙水的壓差就更加大，加速了土體中水的排出，固結(jié)速度自然快，加固的效果就更加明顯。（2）加固深度。加固深度主要取決于引起孔隙水壓力變化的深度。在真空聯(lián)合堆載預(yù)壓加固軟基方法中，真空度是引起孔隙水壓力變化的主要因素之一，它沿深度的傳遞與豎向排水體的井阻有關(guān)。大量的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)資料顯示，真空度沿深度的衰減明顯低于堆載時(shí)總應(yīng)力沿深度的衰減。因此，真空聯(lián)合堆載預(yù)壓方法的加固深度大于普通的堆載預(yù)壓。2、地基穩(wěn)定性。真空聯(lián)合堆載預(yù)壓方法是在真空預(yù)壓的基礎(chǔ)上，施加堆荷外載。由于真空產(chǎn)生負(fù)壓，使土體產(chǎn)生向內(nèi)收縮變形，可以抵消因堆載引起的向外擠出變形，因而,地基在填土過(guò)程中的穩(wěn)定性較好。三、公路軟土路基的危害問(wèn)題軟土路基是公路路基施工比較難的一種路基情況，鑒別其特征對(duì)于為公路路基進(jìn)彳丁鑒定具有重要意義。為探明施工路段軟土分布特征，應(yīng)以工程地級(jí)鉆探，采取原狀土樣進(jìn)行室內(nèi)土工試驗(yàn)為主，同時(shí)進(jìn)行靜力觸探及十字板剪切實(shí)驗(yàn)等原位測(cè)試，以此對(duì)比軟土的物理力學(xué)參數(shù)特征。然后根據(jù)路段軟土層特征進(jìn)行處理方法的選擇。軟土一般是指天然含水量大、壓縮性高、承載力低的一種軟塑狀態(tài)的粘性土。它一般是在靜水或緩慢的流水環(huán)境中沉積，經(jīng)生物、化學(xué)作用形成的。軟土路基問(wèn)題及其危害概括起來(lái)主要有如下兩個(gè)方面：1、強(qiáng)度及穩(wěn)定問(wèn)題。當(dāng)軟土路基的抗剪強(qiáng)度不足以承受路堤及路面外荷載時(shí)，軟土路基會(huì)產(chǎn)生局部或整體剪切破壞，造成路堤塌方、失穩(wěn)及橋臺(tái)破壞。2、沉降變形問(wèn)題。當(dāng)軟土路基在上部荷載及外部荷載作用下產(chǎn)生過(guò)大的沉降變形時(shí)，會(huì)影響道路的正常使用。特別是產(chǎn)生過(guò)大的不均勻沉降時(shí)，會(huì)造成路面開(kāi)裂破壞，結(jié)構(gòu)物與路堤銜接處差異沉降，引起橋頭跳車(chē)，涵身、通道凹陷，沉降縫拉寬而漏水；路面橫坡變緩、積水，從而引起路面損壞等。四、施工工藝及方法1、鋪設(shè)砂墊層和打設(shè)塑料排水板。在原地面清表壓實(shí)后攤鋪厚30cm砂墊層，在施工前要對(duì)砂料進(jìn)行嚴(yán)格檢測(cè)，要求含泥量不大于5%；豎向排水體采用寬10cm、厚4mmB型板，芯板不容許采用再生塑料。呈梅花形布置，間距為1.0m，打入深度為20m，施工時(shí)要注意控制回帶長(zhǎng)度，回帶長(zhǎng)度不得大于50cm。2、安設(shè)濾管和真空泵。真空濾管采用76mm硬質(zhì)透水管壁厚2.9mm，打孔加工后包土工織物濾水管層，并捆扎結(jié)實(shí)，濾水層應(yīng)只透水氣不透砂。全部濾管均埋入砂墊層內(nèi)，施工時(shí)要注意濾管的間距和連接的緊密性。3、待埋完真空表測(cè)頭及其他觀測(cè)儀器后，人工鋪設(shè)密封膜。根據(jù)地基情況，我們?cè)诖嗽囼?yàn)段布置了兩個(gè)監(jiān)測(cè)斷面，埋設(shè)了空隙水壓力儀、測(cè)斜儀、表面沉降板和真空度測(cè)定儀等儀器，用以監(jiān)測(cè)軟基在加固前后的應(yīng)力、應(yīng)變變化情況及控制填土。由于真空預(yù)壓側(cè)向位移指向路基中心.孔壓持續(xù)下降，所以不對(duì)沉降作嚴(yán)格要求，而以側(cè)移和孔壓系數(shù)為主要控制指標(biāo)。密封膜應(yīng)用抗老化好、韌性高、抗穿刺性強(qiáng)、整體性和密封性好的聚氯乙稀薄膜，密封膜質(zhì)量必須符合設(shè)計(jì)要求，密封膜要求在工廠熱合一次成型，若現(xiàn)場(chǎng)搭接，搭接寬度不得小于2m。封膜采用兩層土工膜，人工鋪設(shè)第一層土工膜，認(rèn)真檢查是否有漏洞并進(jìn)行及時(shí)修補(bǔ)，再鋪設(shè)第二層土工膜，最后用黏土回填密封溝。鋪密封膜是本工程的關(guān)鍵工序，質(zhì)量好壞直接影響加固效果，防止密封膜的損壞。4、抽真空、進(jìn)行膜上堆載。當(dāng)鋪蓋好密封膜后，開(kāi)始抽真空，并隨時(shí)檢查是否漏氣，漏氣一般發(fā)生在地基、邊溝、薄膜、接頭等地方。把濾水管通過(guò)出膜器與真空泵連接后，就開(kāi)始抽真空。抽真空后，加固區(qū)膜下真空度會(huì)持續(xù)上升，當(dāng)真空度達(dá)到并維持在80kPa以上時(shí)，即進(jìn)入了正常真空預(yù)壓階段。在進(jìn)行堆載前應(yīng)在密封膜上鋪設(shè)無(wú)紡?fù)凉げ己蜕皦|層，防止填料刺破密封膜。正常抽真空10d后，可進(jìn)行路基填筑施工；第一層填料應(yīng)采用細(xì)料，路基填筑速度不應(yīng)過(guò)快，嚴(yán)格按照沉降情況進(jìn)行堆載施工，防止加荷速率過(guò)快發(fā)生路基失穩(wěn)現(xiàn)象。結(jié)束語(yǔ)：目前，真空聯(lián)合堆載預(yù)壓法在公路軟基處理中得到了廣泛的應(yīng)用。在進(jìn)行施工的過(guò)程中，要求施工人員要按照施工設(shè)計(jì)的要求進(jìn)行施工，