真空聯(lián)合堆載預壓加固軟土地基工法

真空聯(lián)合堆載預壓加固軟土地基工法一、前言真空聯(lián)合堆載預壓法是在需要加固的軟土地基表面先鋪設砂墊層，然后埋設垂直排水通道（砂井或塑料板排水板），再在砂墊層頂面鋪設一封閉薄膜使其與大氣隔絕，薄膜四周埋入土中，通過砂墊層內(nèi)埋設吸水管道，用真空裝置進行抽氣，使其形成真空（見圖1）。當抽真空時，在砂墊層、塑料板排水板通道先后形成壓差，在此壓差作用下，土體中的孔隙水不斷由排水通道排出，從而使土體固結。同時，利用高速公路自身修筑的路堤路基，在砂墊層上再分層鋪筑路基，該部分堆載預壓結合真空預壓對加速軟粘土的排水固結，減小工后沉降起到積極作用。二、工法特點本工法用塑料排水板作豎向排水體，用抽真空形成的負壓代替常規(guī)堆載，同時利用路基填土進行堆載預壓，克服了常規(guī)的塑料排水板、堆載預壓排水固結法受堆載材料的影響，造成費工費時、加固效果欠佳的弊端，具體表現(xiàn)為：①真空度沿塑料排水板向下傳遞及向土體中擴展，孔隙水壓力降低，而孔隙壓力是一個球應力，所以不會產(chǎn)生剪切變形，發(fā)生的只是收縮變形，因而在水平方向增加一個向著負壓源的壓力，使四周土體都向預壓區(qū)移動，促使土體進一步壓密，所以在真空預壓下土體不會發(fā)生側向擠出破壞，真空預壓可以一次快速施加而無須分級加載，大大節(jié)省了時間，縮短了工期。②真空預壓法在土體加固過程中，在真空吸力的作用下使土中的封閉氣泡排出，從而使土的滲透性提高，固結過程加快。③真空預壓法加固軟基，由于地基周圍的土體是向著加固區(qū)移動的，這樣有利于加固區(qū)內(nèi)土體密實度的提高和地基承載力的增加。④由于一般路堤填土高度較高，因而可利用該部分填土作為堆載，聯(lián)合真空預壓法一起加固軟土地基，經(jīng)濟上效益好，技術上可行。即在真空預壓一段時間后，在砂墊層面按照堆載預壓的施工工藝要求，填筑路堤，利用自身荷載實行預壓，既增加了加固深度，同時也減少了工后沉降，因而提高了加固效果，也縮短了工期。三、工藝原理根據(jù)太沙基有效應力原理P=P1+U式中P——總壓力P1——有效應力，P1=γH，其中γ為土容重，H為高度；U——孔隙水壓力，U=γwH，γw為水容重。將上式進行微積分，得dP=DP1+dU當總壓力P為常量時，dP1=-dU上式說明孔隙水壓力的降低值，就是有效應力的增加值，見圖2。對密封的膜下軟土地基連續(xù)進行抽真空作業(yè)，造成膜內(nèi)空氣壓力減小，當膜內(nèi)、外空氣壓力差達到一定值后，迫使土中孔隙水產(chǎn)生滲流，經(jīng)排水系統(tǒng)排出膜外，孔隙水壓力不斷降低，土體不斷密實，有效應力不斷增加，當壓力差趨于零時，滲流停止，固結完成。艦以上只考盟慮了抽真柴空引起的氧應力變化絕，在實際牢抽真空的塵作業(yè)過程汽中，路基拴填筑土石喂方的重量間相當于堆擦載預壓的浮荷載，其緩抽真空后怠的鉗P剃a辭—彼P銹v欲—帥△斬P+謊γ闖H孤值更大，區(qū)即有效應馳力值更大睡，固結時臂間大大縮體短。賄四、適用沈范圍箭本工法適歸用于含水脹量高、孔填隙比大、漲強度低、順滲透系數(shù)造和固結系蓄數(shù)小的粘演性土和淤貍泥質(zhì)粘土秋；本工法趕可用于鐵巖路、公路學等軟土地療基加固。飼本工法的跡塑料排水屈板可替換川成袋裝砂噸井、碎石分樁等加固藝措施。祝五、機具相材料蕩主要機具冒設備休表捐槐盜玉表校1調(diào)序號低名稱迫單位僅數(shù)量搜說消飾這明也1可抽真空裝漿置丸逃套屯2端離心泵的巷功率狡為諷7.5K體W附，膜下真務空度大宜于春600m輝mH初g遙汞柱驕2甩真空表凡套榮4述3奧孔隙水壓淺力器旅套膛4帽4時沉降板蘇套惑2簡5胃水平儀前臺弱1振6醬靜力觸探旬儀艘臺返1珍7俱發(fā)電機預臺煤1雄8考十字板剪奉力儀泳臺甘1殺1戰(zhàn)．抽真空包裝媽置珍批該裝置由禍電動機、駐單極單吸廚離心泵、陳清水高壓弱射流泵、擴蓄電池、笨進水管、扮出水管、刊回水管組午成。勺該裝置運攤用高壓射種水流形成雕負壓進行汗抽真空作定業(yè)，單極買單吸離心無泵在電動茫機的驅(qū)動汽下，抽取東水箱中的意水，供給練清水高壓戴射流泵產(chǎn)箏生高噴射蝶水流，形簡成真空源失，經(jīng)管路賴、濾水管笑、砂墊層愛、塑料排屋水板吸出橋軟基的孔鴨隙水。略2暫．密封系問統(tǒng)贏該系統(tǒng)由位土工布、聞密封膜、雞土溝、土肉堤等組成婚，其性能年見停表京2憤3疏．排水系鉆統(tǒng)文該系統(tǒng)包虜括塑料排獨水板、砂址墊層、濾加水管、吸捏水管。疲4擁、量測系留統(tǒng)振量測系統(tǒng)也包括真空株表、孔隙序水壓力器拋、沉降板慌等組成。臉六、施工寫工藝流程更和要求猴施工工藝指流程見下恨圖施工準備施工準備測量放線鋪砂墊層施工塑料排水板安裝抽真空設備鋪密封膜安裝觀測設備抽氣檢查密封膜及系統(tǒng)運轉(zhuǎn)情況真空度及沉降觀測聯(lián)合堆載預壓完畢拆除相關設備真空泵測試抽真空設備進場開挖溝槽、土堤路基填筑路面施工真空聯(lián)合堆載預壓施工工藝流程圖激工藝要琴求厲謠圖真空預壓壯聯(lián)合堆載屬預壓的施詞工工藝主等要包括以使下部分：執(zhí)材料性能焰表戶鑄向營表偉2礙材料名稱態(tài)規(guī)格及性逐能要求港主水管嘆φ打90m楚m吼的蘆PV陶C耕管，壁績厚勇4mm方濾水管方φ城60m脊m依的廊PV怒C施管，壁敘厚透4m撓m散，濾管采忽用打孔型悔，孔型呈證狹長條形慰，管外采盈用土工布述包裹。管息間校距葬4躬～剃5燒m絡。酸土工布預規(guī)格虜為狹150g畫/m液2稱，滲透系村數(shù)大逼于乖10煌-3恒cm/僑s內(nèi)，等效孔首徑不大墊于腔0.1m廁m萌。伸CB吵R發(fā)頂破強度素大到于好4K閃N站，抗拉強熊度大數(shù)于訊2KN越/5cm賺密封膜猾聚乙烯薄納膜，厚乎度碌0.14暮±0.0店2m臉m胃，縱橫向久斷裂伸長匙率胃≥進20%農(nóng)塑料排水窄板拆符合《塑廢料排水板井質(zhì)量檢驗彎標準擊》暈JTJ/緞T257沉-9餡6劉中答B(yǎng)味型請吸水管安橡膠軟管愈，其耐腐躁蝕、耐老黃化性能符繩合設計要意求抬皆①屋踩設置排水律通道箱首先在需蹤加固的軟趁基表面鋪芒設砂墊子層時0.5亮m長高，再在章土體中打進設塑料排言水板，呈移梅花狀，浩間姓距旺1.2握m惹～內(nèi)1.5漲m央，深度需貪要根據(jù)地桶質(zhì)情況計錯算確定，膏本標段的請?zhí)幚砩疃攘袨樗?3.5明~23意m桂，分別作殼為橫向及擴豎向排水省通道。所倆用之砂料旬應采用滲扮水率較高漢的潔凈中側粗砂，含舉泥量不應裝大橫于狹3抗%識，細度模野數(shù)不小勿于誕3.宗0丸，有機質(zhì)券含量不大扔于傭1偉%溝，滲透系望數(shù)不小匠于爭5×10睡-3皇cm/賀s世。門②烤喬用假PV使C尺管作為真誕空濾管埋止入軟基表逢面的砂墊觸層中土，謹PV帖C魚管領用毀φ椅90m蛋m裝作主管召，營φ利50m追m匆～瞧75m般m貝作支管，疲全部吸水云管埋入砂慈墊層中，閱并通過出月膜器及吸蒼水管與真沸空泵連接嫩。然后在館砂墊層面溪鋪設密封營膜，密封針膜材料抗苗拉強度不歲小龍于憂2KN/蜜5c坐m蠅，滲透系狡數(shù)包≥瑞10儲-3煙cm/久s所，圓球頂著破不小斃于踢280爬N心，梯形撕寶裂不小途于周40載N禮。為保證嗽密封膜的溫完好無損肝，確保真痛空度免受暖損失，在矩其上再鋪壺一層土工懸布，在加駐固區(qū)四周提開麥挖填1懷m擾深錘、先1單m吼寬的溝槽孟，并將薄遠膜周邊放西入溝槽，奧再將挖出蟻的土體回擔填溝槽，計將薄膜周灶邊壓緊密駐封。土工紗布雙向抗賄拉強度均亞應大夫于恰30KN才/幟m鬼，伸長率脾不小肅于攔220綿%叛，延伸率以、圓球頂橫破強度和點滲透系數(shù)缸均應符合聾國量標錯?；琚劬蛘垯z查真空穿設備及各煩連接口，貌保證密封捉，確保氣削密性，根屈據(jù)工程地涌質(zhì)條件及菜抽真空設朱備能力，座真空度應已保持癥在浪800m濱mH估g障或以上。煩所選用的傘真空泵功蚊率應不小趕于集7.5K撕W濫，每個真尚空泵的有棋效處理范哭圍不大縣于達800m久2違。當?shù)乇眍w下革10趟m住范圍內(nèi)出友現(xiàn)夾砂層這，可對加掙固區(qū)周邊澇用淤泥攪活拌封堵，匯封堵厚度變?yōu)闅?0c腸m案。真空預嗓壓法加固裕地基過程院中，土體鏟中有效應途力不斷增患加，地基與產(chǎn)生沉降喉，同時產(chǎn)慨生向著加漿固區(qū)中心算方向的水捉平位移，膜所以地基側不存在失聲穩(wěn)問題，萬真空預壓逆可以持續(xù)鳳不斷地進疑行，因而弦大大地縮尿短了工期意。雖④違筆在真空度稠達債到海80kP融a撓以上并正紀常預壓半淹個月后，度在土工布善上實施堆象載預壓，口利用本身鐵路堤填筑搜用的材料宇實施預壓察，分層填餓筑路基，坊在填筑第奇一層土時降，特別要盼注意密封羞膜的保護血。所以第書一層最好附填砂或砂食性土，且語厚度不宜眠小壁于確60c秒m鉆，以保證緞其下真空價預壓繼續(xù)炭順利進行答，避免密浙封膜被損疾壞，在真云空預壓加并固區(qū)膜下勸真空度凈達抓80kP乎a玻以上的條炮件下連續(xù)貿(mào)抽真空三右個月，即浙可逐段減聚壓直至停拒止抽真空輝，路基填俊筑工期應其不小佳于務9爽0谷天。但是牢，停止抽躁真空后，艦如果每天余的沉降量塵大庸于蠟2cm似洲時，必須寺減緩填筑謙速度，待割每天的沉搬降量小疏于之2c絮m逮后，再進裙行路基填漸筑樓。苦⑤桌待為了確保眾真空預壓礙聯(lián)合堆載場預壓加固閣軟基的效寶果，及時擱了解地基肺土的固結冶情況，在抬整個施工浮及預壓過逃程中應進峽行泵上、氣膜下真空比度觀測、堡地面沉降呈觀測等。與⑥之撇當實測路竿堤中心線須地面沉降水速率連所續(xù)少5封～傘1熄0簽天平均沉末降技量最≤寇2m購m英時，方可狡停止抽真燈空。抵七、施工月控制及質(zhì)孩量檢驗近1寇．施工控今制白①巨備當抽取的科真空度達哨到最大值胞時，應保呈持一定時攜間，其持賽續(xù)時間的近長短和真帳空度的大膨小，要滿拋足設計要燥求。跪②除受要求塑料浩排水板、緊砂墊層、故濾水管等焰排水阻力遵小，能順胃暢地將孔拌隙水排出餅軟基。勞③劇逢要求土工叨布、密封鞭膜、土溝鑄、灌水各鐘個環(huán)節(jié)密秧封性能好汪，各種管忙線通過密達封膜處不威漏氣，膜部下真空度貞滿足設計程要求。劫④拜蠟測定膜下罪真空度時汁，需要注凡意其分布駝是否均勻睛及深度的紫變化情況桐。供⑤辜擾真空預壓遺時還需測榮定經(jīng)真空貨預壓的軟孤基的垂直滋沉降變化松情況。以袍沉降變化君情況驗證址固結度是味否滿足設捎計要求。鞋在進行真棒空預壓時銷，由于土輸體只產(chǎn)生哨朝向預壓識區(qū)的水平謙位移，不來產(chǎn)生側向閥擠出而引沃起的地基竊破壞，所敬以不進行戒水平位移憐測量。裹2摟．質(zhì)量檢室驗鴉①御青對塑料排丙水板、砂湖墊層的質(zhì)泰量檢驗應更符合相關年規(guī)范的技孝術標準。垂②奧銜真空預壓砌期間，必達須日夜不晉停地進行鋤抽真空作襖業(yè)，對膜孔下真空度獲、垂直沉施降進行量哨測、記錄稠，繪舅制怒“蓄真空姐度秤-孔脖沉降瞧量顏-高時析間勢”喉關系曲線馬見儉圖夕3侍。發(fā)現(xiàn)異艱常應及時扮查明原因禿，采取措家施使其恢遷復正常。率③膀棄真空預壓暑完成后，保進行如下雜的檢驗，歸并同加固速前進行對耽比：惰常規(guī)土工吵試驗，檢汗測含水量桂、土容重較、孔隙比甚?？快o力觸探舅強度試驗欄，檢測貫攪入阻力海十字板抗聯(lián)剪強度試含驗，檢測截強度菊真空預壓牽驗收標準紡見緩表梅3什序號森項目蹈允許偏差茄檢驗點數(shù)頃檢驗方法做1吉膜上真空厭度挑±0.1盆Kpa仁每工掃班竊1逗次體真空表饅2價沉降量葡±1mm劣每擁天就1刊次稼水平儀排3秤靜力觸探示±0.1舌Kpa炊每個加固討區(qū)馬3巧點驢4嘗砂墊層高旗度捉±10m肉m鹽每個加固乳區(qū)屬3痛點第卷尺測量品5術密封膜長柔、寬擺±50m織m德每個加固本區(qū)息3收點鴨卷尺測量真空度—真空度—沉降值—時間關系圖圖3真空度KPa沉降值cm襪八、勞動掛力組織糖每班勞動軌力組織油表曬傲秩表蓄4嘉序號塑名碰雙腐稱諷人偏附循數(shù)涂工作內(nèi)容巧1系班仆鬧市長鐵1傻負責全面消工作培2汁技術主管規(guī)1尼負責全面秒的技術工店作裕3桃技術員腥1隨負責測量聽工作踩4城技術工人爆2暖負責真空往裝置操作選及其相關劍設備的管訂理工作唉5我輔助工人慘6榜負責協(xié)助講量測、安圾裝相關設聞備等膊九、施工垮安全采①辣幅真空操作冬人員，要嫁經(jīng)過培訓維，持證上恐崗，必須桑熟悉真空銹裝置工作潮原理及各訴部分作用鄙，定期維嚷修、保養(yǎng)僚，熟知并年嚴守操作嚇規(guī)程；嚴踩禁非操作條人員操作巧。石②牲配保護好所抬有管線，污并做出明拆顯標志。竄③根塔嚴格遵守糕安全用電栗規(guī)則。俘④膠紋必須備用病真空裝置廉和發(fā)電機踩，以防意馬外情況中賞斷抽真空聾作業(yè)。罷⑤俘縫在抽真空魂過程中，間必須隨時繁監(jiān)控附近膠區(qū)域的地斜面變化情企況，確保持地面建筑魂設施的安趨全使用。母十、經(jīng)濟慮與社會效級益分析蓄酬質(zhì)量方伐面深省筆利用膜內(nèi)駝外壓力差雜形成負壓廚，迫使土岔中孔隙水碌產(chǎn)生滲流倡，經(jīng)排水燙固結；加義固范圍內(nèi)鄰固結均勻標，沉降一沙致，且影桿響范圍大趟，無堆載耗預壓容易左產(chǎn)生側向牽擠出的危授險。確保商了工程施淋工質(zhì)量。儲②壺壤工期方料面澡插終真空預壓銀一次加上疼，不需分避期進行，案加荷時間蘋短，固結債壓力大，胡固結時間銀短。同時年，在進行俯抽真空的循同時，以歉路基本體綁的填筑代粥替堆載預霉壓，更加乒大了單一扯的軟基土濱的固結壓異力，使固重結時間更豆加縮短，嘆節(jié)省了寶鵲貴的時間權，縮短了妖施工工期兄。卷③晶湯成本方條面街援抵采用真空角聯(lián)合堆載每預壓，其換真空預壓跌單價捧為種73.醉5男元下/m繡2捎（工料機堅費），若頁采用塑料蓮排水抓板亂-扯堆載預壓盒，其預壓帽土方數(shù)量侄遠遠大于均填筑的路曲體土方數(shù)剖量，造成窯材料和工縣費的不必泥要浪費，掙其堆載預顧壓單價騙為晴96.貸7積元察/m現(xiàn)2崖（包括預泄壓土方