真空—堆载联合预压处理软土地基工法.doc

真空—堆载联合预压处理软土地基工法1前言真空—堆载联合预压是近几年来在真空预压与堆载预压基础上发展起来的一种软土地基加固新技术，具有真空预压和堆载预压的双重加固效果。目前该技术的应用走在了理论研究的前面，实践证明，其有许多优点是其它地基固方法无法比拟的，但其设计方法、作用机理、施工工艺及质量检测尚处于探索阶段，针对此，由铁道部高速办主持，我集团公司承办了真空—堆载联合预压加固软土地基试验研究，通过精心组织，科学施工，在实践中不断完善，提高，形成本工法。2工法特点2.1工期短与其它排水固结法及复合地基加固软土地基相比，本工法所需工期较短，因在进行抽真空的同时即可进行上部路基的填筑，且卸除真空荷载也不占用路基填筑时间，只需预留足够沉降量及路基宽度，就可使路堤按正常施工工序填到设计高度；2.2沉降速度快加固效果好因真空荷载使土体发生侧向收缩变形，可在2~5天内把真空度提升到80Kpa（相当于4m左右土柱高），真空度经竖向排水体传递，能瞬时在土体不同深度产生不同的孔隙水压力，强制土体中的水排出，达到快速固结的效果。通过实践可知，本工法加固软土地基其沉降速率能达到1~5cm/d。2.3不会因填土速度快而使路基失稳破坏真空荷载使土发生侧向收缩变形，填土荷载使地基土发生侧向挤出变形，两者能相互抵消部分变形，加之真空荷载作用下孔压消散快，强度增长也快，承载力得到提高，通过实践证明，在沉降速率大于10mm/d、位移超过5mm/d，继续填筑速而路基不会失稳，提高了填筑速率。2.4环境型工艺由真空压力作为荷载，避免了超载用的土源、弃土场地以及运输过程中的环境污染。3适用范围适用于地下水位高，含水量大、渗透系数小、灵敏度高、强度低的粘土。若在加固有效范围内有渗透系数大的砂层，必须进行封堵才可采用本工法。可用于各类工程建设的软基加固，尤其适用于铁路、公路等本身就是堆载体的工程。4工艺原理真空—堆载联合预压加固软土地基属于排水固结法，在荷载作用下土体中产生超孔隙水压力，由于随着时间的推移，不同位置的土体中将会有不同的孔隙水力，这将导致产生水力梯度，水在水力梯度作用下将会发生渗流。在真空堆载联合预压下，土体中孔隙水在水力梯度作用下，沿竖向排水体到达横向排水体，在真空压力作用下汇集到真空管网内排走，孔隙水压力减小，有效应力增加，从而使土体发生固结。5工艺流程及操作要点5.1真空联合堆载预压施工工艺真空联合堆载预压加固软基施工工艺主要包括竖向排水体打设、横向排水体铺筑、真空管网埋设、土工布和密封膜铺设、密封沟开挖及回填、真空泵安装、抽真空等工序。施工工艺流程图见图5.1。5.2施工准备5.2.1物质设备及人员施工前应充分作好各项准备工作，包括物资、材料、机械、仪器设备、引接供电线路及真空管网、密封膜等按照规定的材质和尺寸要求，由指定专业厂家预制加工，现场验收。施工技术人员等，并对施工人员进行必要的岗前技术培训。5.2.2场地在正式进行地基处理前，挖沟疏导施工范围内的地表水，清除场地内地表耕植土以及树木、桩橛、块石、垃圾、建筑物基础等，细粒土回填，做成4％的路。场地平整及灰土起拱层施工下层砂垫层施工(30cm)塑料排水板施工埋设测试元器件中层砂垫层施工(30cm)铺设密封膜铺设真空管网铺下层土工布出膜装置密封沟施工安装抽真空设备联结主管与抽真空设备密封沟回填试抽真空检查密封性上层土工布及砂垫层施工上部路堤填筑正式抽真空检测开始密封沟复水抽真空结束图5.1真空联合堆载预压施工工艺流程图5.3排水系统施工5.3.1水平排水系统(砂垫层)施工1测量放线：按试验段的几何尺寸，由专业测量工程师用经纬仪和水准仪进行填砂范围的测放，沿加固区中轴方向每20米用木桩钉设标志并标示高程。2膜下砂层摊铺：分两层填筑，用推土机按一定方向将堆砂向前平推，结合人工将砂料摊铺平整，最后人工修整作业面，并用轻型压实机静压，使砂垫层平整度、铺筑厚度、密实度均达到要求（下层30cm的砂垫层平整度可不作很高要求）。3膜上砂层摊铺：分一~两层填筑，膜上砂垫层中部设一层土工格珊，用机械倒运，人工摊铺，保证砂垫层施工的平整度。5.3.2竖向排水板施工塑料排水板的施工严格按照《塑料排水板施工规程》(JTJ/T256)的有关规定执行。5.4抽真空系统及密封系统施工5.4.1埋设真空管当第二层砂垫层施工完毕后，即可布设真空管。进行此道工序的同时，应将露出砂垫层表面的塑料排水板埋入砂垫层中，并清除砂垫层表面的贝壳等尖利杂物。真空管网系统采用主管沿加固区环形布置，支滤管利用三通或四通接头垂直主管向两侧伸出的形式，埋入砂层25cm深。具体平面布置见附图1，剖面图见附图3。真空管埋设相片5.4.2铺设第一层土工布根据场地情况，按一定方向将土工布展开并铺设平整。土工布采用手提缝纫机进行缝接。铺设范围略大于加固区范围。手提