真空預壓法在北方某場地工程軟基處理中應用探討

1、真空預壓法在北方某場地工程軟基處理中應用探討摘要：本文基于筆者多年從事真空預壓法的應用研究，以真空預壓法在北方某場地工程軟基處理中的應用為研究對象，論文以整個施工監(jiān)測流程為線索，首先分析了場地特征，進而給出了施工概況和現(xiàn)場監(jiān)測情況，最后詳細探討了加固后的效果，全文是筆者長期工作實踐基礎上的理論升華，相信對從事相關工作的同行能有所裨益。關鍵詞：真空預壓法軟基沉降監(jiān)測軟土地基的特點是含水率很高，孔隙比大，壓縮性高，強度低，透水性差。由于壓縮性高，透水性差，在建筑物荷載的作用下會產(chǎn)生很大的沉降和沉降差，而且沉降的過程會延續(xù)很長的時間，有可能影響建筑物的正常使用，因此需對其進行處理。真空預壓法是近20

2、年來發(fā)展起來的一種新型的地基處理方法，由于真空預壓在加固軟基方面具有施工工期短、加固效果好、經(jīng)濟效益明顯等特點，目前已在北方很多地區(qū)逐漸被采用。本文結合我國北方某海洋溫泉度假村場地處理工程實例，對真空預壓處理軟基的效果進行了研究，并通過對沉降數(shù)據(jù)及測斜數(shù)據(jù)的分析，得出了合理的結論。由于現(xiàn)場試驗段選擇在珠海一軟基處理工程試驗段，該區(qū)域地表特征和土層分布等方面在渤海灣地區(qū)具有較強的代表性，因此，研究的結果具有一定的指導意義。1工程概況由現(xiàn)場勘察試驗可知，所選取試驗區(qū)軟土層厚度為1920m,屬淤泥和淤泥質(zhì)粘土，工程力學性質(zhì)極差，主要表現(xiàn)為抗剪強度低，含水率高，壓縮性高等特性。2設計及技術要求根據(jù)該區(qū)

3、軟土地基的工程特點及荷載大小，主要的技術要求是：1）真空預壓荷載小于80kPa;2）預壓加固平均固結度大于85%,連續(xù)3天沉降速率小于3mm/d，可停止抽真空；3）預壓加固后消除軟基有害沉降，工后沉降不大于35cm;4）排水砂墊層采p波紋管上設有小孔，用土工織物纏繞形成過濾層，然后場地整平。隨后鋪設3層塑料膜進行密封，接著采用射流泵施加真空壓力。由于施加真空壓力時，總應力大小不變，減少的只是孔隙壓力，孔隙壓力是球應力，在土體中不產(chǎn)生剪應力，因此土體不會產(chǎn)生剪切破壞。真空壓力在兩天后就能達到80kPa。在施工中，真空壓力將始終保持在80kPa以上，荷載施加時間設計為100d。3.2現(xiàn)場施工監(jiān)測為

4、了更好的指導施工，驗證軟基加固效果，試驗區(qū)進行了3個關于軟基變形的項目測試：1）測膜表面沉降，以了解土體沉降和總體平均固結情況。2）對土體分層沉降測試，以了解分層土的固結與變形情況；3）測斜觀測，以了解土體水平位移情況，儀器埋設情況見圖1。4加固效果分析某溫泉度假村一期工程加固區(qū)順海堤向約1450m,橫向約300830m,總面積為5762萬m2。按照設計要求，在要加固的軟基上吹填泥砂（含泥量&t;5%）約2m高。其中試驗區(qū)呈矩形，長為130m,寬為80m。在其上進行地基加固，為了解真空預壓加固的效果，特此進行了變形分析。4.1表面沉降（見表1）從沉降時程曲線圖（見圖2）中可看出整個沉降過程的曲

5、線上有兩個拐點，可分為三個階段。1）鋪設砂墊層階段：由于土中孔隙水來不及排出，孔隙體積沒有變化即土體不產(chǎn)生體積變化，但荷載使土體產(chǎn)生了剪切變形。5個表層沉降標的平均沉降值為55mm。2）打設塑料排水板階段：在打設排水板的施工過程中，觀測到的平均沉降值為451mm，這主要是因為打設的塑料排水板為土體提供了豎向排水通道，減少了排水路徑。同時土體在砂墊層荷載作用下產(chǎn)生了排水固結，由曲線斜率可以看出沉降速率明顯變大。3）真空預壓階段：在加載的100天內(nèi)，真空壓力始終保持在80kPa以上。平均日沉降最大值75mm，隨著真空預壓時間的增長，沉降速率逐漸收斂。觀測到此階段地表最大沉降量值1675mm,4.2

6、分層沉降監(jiān)測資料表明在抽真空期間內(nèi)測點處的土體累積壓縮量為1618mm,這和附近3#沉降標的表層沉降值1675mm非常接近。其中淤泥層壓縮了1574mm，粘土層壓縮了44mm,說明真空預壓對淤泥層的排水固結作用是顯著的。從所監(jiān)測到的數(shù)據(jù)中可以看出，在真空預壓后期，上層淤泥質(zhì)粉土（膜下2.89.2m）的壓縮量已經(jīng)很小，而下層土（膜下9.216.1m）還在進一步壓縮，這說明上層土的排水固結已基本完成，土體固結的深度在不斷延伸。4.3水平位移觀測發(fā)現(xiàn)，在未抽真空前，土體由于表面開始堆載砂墊層，水平位移向外，為擠出變形。由于最大水平位移也不超過2cm，因此對土體的穩(wěn)定性還構不成危害。在真空壓力的作用下

7、，加固區(qū)地表以下16m的土體都發(fā)生了向內(nèi)側的水平位移（見圖3）。由圖3可見，當深度在7.5m時，土體發(fā)生了明顯的向外的側向變形，由于擠出變形與收縮變形相抵消，側向位移隨距離明顯減少。地面最大水平位移達50mm以上，距加固區(qū)數(shù)米外的土體在地表附近發(fā)生開裂，由于試驗區(qū)附近沒有鄰近建筑物和其他設施，水平向的位移不會導致不良后果。但是水平向產(chǎn)生的位移，應該引起足夠的重視，特別是當場地附近有建筑物時，這種位移是相當不利的。5結論1）通過對監(jiān)測資料結果分析得出：對于軟粘土地基，真空預壓加固法是行之有效的地基處理方法，加固范圍內(nèi)各土層固結度均達到設計要求，加固效果非常明顯。2）真空壓力的實施和傳遞主要由兩部分組成，間距為1.2m的豎向塑料排水板和水平向鋪設的100mm的波紋管。塑料排水板起到增加土體中豎向排水通道的作用，而波紋管可同時起到傳遞真空壓力和集水的作用。3）利用真空預壓作為超載荷載，可以一次性在最早期加載，預壓時間長，而且荷載數(shù)值大大超過設計荷載，使得軟土地基壓縮層土層在預壓期內(nèi)完成85%的沉降，可以較好地解決工后沉降過大的問題。4）在真空壓力的作用下加固區(qū)土體發(fā)生向內(nèi)側（加固