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真空堆载联合预压加固设计论文1真空－堆载联合预压的加固设计1.1真空预压机理真空预压主要是在外荷不变时对需要加固处理的软土使用薄膜进行密封使其与大气完全隔绝然后在薄膜上层铺设砂垫层并在其中安置管道以及竖向砂井。使用射流泵对密封土体进行真空处理并通过管道及砂井及时排出内部的水、气使之产生较大的负压。加固土体随着内部水气的排出会缩小砂土间的空隙使土体的应力增强。同时由于强烈的压差会使周围及深度土体也会产生较强的负压从而使整体的路基达到较好的加固效果。1.2堆载预压机理堆载预压主要是采用多种荷载材料对场地进行加固处理这种方法在工程中应用较为普遍取材也较为广泛例如砂料、土石料或者建筑物等。其加固原理为:加固土体随着堆载的过程使超静孔隙水压力逐渐消散从而使土体的有效应力逐渐增强达到加固效果。若土体的软土层较厚可在软土层中打设砂井增加塑料排水板的安置数量从而使渗透系数加大有效降低固结进程从而在更短的时间内达到加固的效果。一般而言堆载的荷载值直接影响着加固土体的超静水压力消散程度以及预压的加固效果。同时加载的工期长短也对最终的加固效果有一定的影响。因此要合理控制荷载大小以及加载速度才能达到更好的加固效果。1.3真空－堆载联合预压真空预压与堆载预压均属于排水固结法因此两者的加固机理属于相同的物理原理加固结果均为孔隙水压力消散并转变为有效应力达到加固作用。但真空预压会在真空的作用下不断形成负的超静孔隙水压力而堆载预压法是在加载的过程中不断形成正的超静孔隙水压力。因此在真空－堆载联合预压的情况下会使孔隙水压力的正负压差增大提高孔隙水压力消散的速度从而增强加固效果。这种新型的联合预压加固方法主要体现以下几个特点:①固结应力明显增大固结速度明显加快。在双重预压效果之下孔隙水的抽出效率增强地下水位逐渐下降从而增加了土骨架的固结压力在真空作用的负压力、堆载作用的正压力以及地下水位下降引起的固结压力三重作用下达到较大的土体强度;②抵消部分向内收缩变形或侧向挤出变形。真空预压时导致土体内部各向固结应力等效土体会产生收缩变形的效应而堆载预压时土体内竖直方向的固结应力大于水平方向土体会产生侧向变形的效应。真空－堆载联合预压时部分应力会产生叠加或抵消效果从而有助于地基的稳定。2真空－堆载联合预压加固软土路基的设计2.1设计方案首先根据加固所要达到的效果计算排水通道的间距(深度)、堆载填土重量、堆载高度等参数。该工程共需填土18kN/m3堆载高度约1.3m预计90d后路基的平均固结度可达到85%以上沉降量约0.8m。1)密封系统的设计。对需要加固的土体使用3层聚氯乙烯薄膜进行密封密封膜进入不透气图层需≧0.5m然后在薄膜上层铺设黏土并压实。加固区之间使用水泥浆搅拌连续墙施工以此降低沉降度不均等的状况。2)排水系统的设计。在薄膜上层铺设0.4m的砂垫层并再其中以正方形的结构布置B型塑料排水板保持1.0m的排水通道间距和12m的打设深度。3)加压系统的设计。真空－堆载联合预压方案设计80kPa的真空荷载、26kPa的堆载荷载以及7kPa的砂垫层荷载。4)检测系统的设计。在现场试验段埋设多个监测仪器分别监测预压加载过程中的地表沉降、水平位移、孔隙水压力、地下水位等参数。2.2施工控制施工前要对场地进行清洁打扫将加固区内的杂物、杂草以及积水等清理干净再铺设土工布及砂垫层保证砂垫层低于3%的含泥量。通过经纬仪等测量工具对排水板的打设位置进行确定再用竹签进行标记然后进行打设施工保证排水板穿透淤泥层并保证其在砂垫层表面漏出25cm左右。在砂垫层中埋设真空管路之后进行真空泵的安装真空泵布设原则为850m2/台每台机器的7.5kW的功率。铺设真空膜并进行预压当真空度达到标准值后进行堆载预压。3真空－堆载联合预压加固软土路基的应用效果水平位移的观测可判断路基侧向变形的情况分别取K1+350、K1+450、K1+550监测断面的路肩位置进行检测。在真空预压的初期先会产生挤出变形但变形作用较小主要是受砂垫层和密封沟的影响。待真空度达到标准后会产生收缩变形侧向位移不断向加固区中心收缩最大水平位移可达235mm最低85mm。收缩变形主要发生区域为地下15m左右离地面越近其位移值越小。孔隙水压力的观测主要是为了了解地基的固结状态本次选取的3个观测断面分别达到22m、23m、24m的深度。在真空度逐渐升至标准值的过程中孔隙水压力逐渐下降离地面越近的距离受真空压力的影响越大因此其孔压变化也较大在距离砂垫层2～4m的测点孔压可维持在－40kPa左右。随着时间的延长真空压力会逐渐向下扩散因此可使深部孔压也逐渐降低。4结束语综上