真空预压法在软基处理中的应用.doc

1、1真空预压法在软基处理中的应用【摘要】在经济飞速发展的今天，人们对生活质量的要求越来越高，从而带动交通条件的大力提高。然而在软基处理问题上一直受到困扰。为有效解决我国在路桥建设中大面积软土地基的稳定性问题，一些科研机构和施工单位对应用真空预压法在路桥建设中软基处理应用进行了一系列的尝试及探索，并取得了较好的技术经济效益。本文介绍了真空预压法的概念和施工步骤，阐明了在施工过程中应用到的技术原理以及控制措施。 【关键词】真空预压法软基处理措施 中图分类号：TU471.8 文献标识码： A 文章编号： 一、前言 1、真空预压法作为一种近年来兴起的软基处理工法, 国内外己对其作用机理、设计计算方法等进

2、行了比较深入的探讨和研究,并取得了一定成果, 施工工艺基本成熟。但是对市政道路软基处理工程来说,由于软土地基本身的复杂性、以及道路自身及周边的工程条件,仍存在诸多尚未解决的问题需要研究,因此加强对真空预压法在处理道路软土地基中的研究,对于其在道路软基处理中的推广应用具有重要意义。 2、真空预压法的概念和施工步骤 真空预压系统由抽真空系统和排水排气系统两部分组成, 膜上下压差一般可维持在 610mmHg730mmHg,即 80kPa95kPa 左右,一般取275kPa80kPa 作为设计真空度。真空预压法处理地基施工步骤为:首先在原地基表面铺垫一定厚度的砂垫层,再在土体中打入砂井、袋装砂井或塑料

3、排水板作为竖直排水体。将不透气的薄膜铺设在砂垫层顶面上,薄膜四周埋入不透水土中,借埋设于砂垫层中的管道,将薄膜下砂垫层中的空气抽出,使其形成相对负压,由于砂井渗透性较大,该负压能够快速传递到砂井深部,从而在砂井和砂井周围土体之间形成孔压差,使土体中的孔隙水流入砂井并被排出, 以达到固结。 二、施工工艺 1、砂垫层与袋装砂井施工。在整平地面后，视软土地基情况，铺设60cm 的砂垫层，用压路机或推土机稳压 34 遍；在桩管垂直定位后，将可开闭底盖的套管一直打到设计深度，准备一个比砂井设计长度还要长 1m 左右的砂袋，装满砂子后放入套管中，然后往套管中灌入少量的水，以免将砂袋带上来，一边振动一边提升

4、导管。提升完后一个袋装砂井就完成了，注意要及时将砂井头埋置好。 2、铺设真空滤管。袋装砂井施工后将砂袋头埋入砂垫层中，表面整平，然后毫铺设真空滤管。真空滤管采用中 6cmPVC 管（打孔后外面包裹矗：土工布以使其只透水不透砂） ，滤管纵向布置间距 6m。管路连接好之后，上面铺 20cm 砂垫层。抽真空管路从主滤管上接出，经密封由出膜器通出，将出膜器与射流式真空泵连接。 3、铺膜和压膜。为保证密封膜在堆载过程中不受损，砂垫层上先铺一层无纺布（250nl） ，然后将压制成型的三层密封聚乙烯膜逐层铺好。铺膜选择在无风天气，一天铺完，并及时用砂袋压好。每铺一层都要进3行检查，必要时进行修补。铺膜后及时

5、设置出膜装置，沿两侧路基坡脚间隔均匀安装射流式真空泵（6 台，功率 75kW）和观测仪器。密封膜的周边需要埋在压膜沟中，压膜沟为深度 05m、底宽 05m、顶宽 25m 的梯形断面，用粘土回填。密封膜采用抗老化性能好，韧性好、抗穿刺能力强的聚乙烯薄膜（厚度 012014mm） ，在工厂热合一次成型。 4、路提填筑。射流泵、沉降标布置后，调整各种测仪器的初读数，进行开泵试抽气并检查膜上是否有漏洞并采取措施，抽真空 10d 后（膜下真空度达到 80kPa 以上）开始路提填筑。为保护密封膜不被填料挤压破，首先在密封膜上再铺一层无纺布，然后人工铺设 50cm 厚的砂垫层，再可按正常路堤填筑压施工，直到

6、设计的预压高度。 三、真空预压技术原理 真空预压从严格意义上来讲, 应称其为真空-堆载联合预压。其原理是在需要加固的软土地基内设置砂井或塑料排水板等竖向排水通道, 然后在地面上铺设砂砾垫层作为水平排水层, 并在其上覆盖不透气的土工密封膜与大气隔绝。通过埋设于砂砾垫层中的吸水通道, 用真空装置进行抽气, 将密封膜内空气排出, 使膜内外产生一个气压差, 这部分气压差即相当于填筑在地基上一定高度的路堤荷载。随着膜内空气的不断排出, 气压差逐渐增大, 地基中的水、气不断排除而发生固结。真空预压结合路基堆载处理软土地基, 在堆载过程中, 地基土也会产生侧向挤出变形, 但由于有真空荷载作用, 真空产生的侧

7、向收缩变形与堆载产生的侧向挤出变形相抵消, 另一方面, 真空荷载作用下地基土已发生固结, 强度有所增长, 从而可以使堆载速度很快而不发生失稳破坏。 4四、加固机理 真空预压处理软土地基能有效地缩短路基预压时间，且填筑速度不受控制，因此该处理方法正逐渐在公路工程上采用。真空预压法就是在需要加固的软黏土地基内设置砂井或塑料排水板，然后在地面铺设砂垫层，其上覆盖不透气的密封膜，密封膜同时埋入加固区四周密封沟中，使砂垫层与大气隔绝，通过埋设于砂垫层中的吸水管道，用真空装置进行抽气，将膜内空气排出，因而在膜的内外就产生了一定的大气压差Us；这部分气压差，导致砂垫层与土体，砂垫层与塑料排水板，以及土体与排

8、水板之间产生的排水作用，这种排水作用逐渐将膜内外的气压差转换为地基上的有效荷载 同时这种排水固结作用不会导致剪应力增加，地基也不会产生剪切破坏。在抽气过程中，土体内总应力将不发生变化，排水后土体内孔隙水压力的降低值等于土体内有效应力的增加值，从而随着有效应力的增加，地基得到有效固结。 五、预压控制： 1、真空泵要求其输出功率不小于 75kW，设置数量控制在约900m21 台，安装前必须保密封闭气。 2、PVC 排水滤管埋设在砂砾排水层中部，间距不大于 65m，一般为 40m。 3、卸荷验收。在真空预压加固区密封膜下真空度达 85kPa 以上的条件下连续抽真空 4、5 个月，或地基固结度达到设计

9、要求（一般Ut90）时，即可停机卸荷，交工验收。 六、 仪表埋设 5孔隙水压力计、深层分层沉降标、测斜管及兼作水准点的基桩均要求在路基填筑之前埋设完毕。孔隙水压力计布置在路基横断面的路中和路肩两个部位，每个部位沿深度方向设置 48 只深层沉降标布置在路中，设置 12 根；测斜管布置在路基边坡中部和边沟外侧：基桩布置在距离坡脚 80m 之外，每两个观测断面布设 1 根，要求与测点通视。沉降板、水平型沉降管、土压力盒、单孔出水量计、地下水位井及边桩，要求在填筑第一层土之前埋设完毕。沉降板布置在路基横断面的路中和左右路肩各 1 块，共 3 块；水平型沉降管每个断面布置 1 根；土压力盒布置在行车道中

10、心、中央分隔带中心、路肩及坡脚，共 7 个点；单孔出水量计布置在路中和路肩；地下水位井设置在路基边沟外 2m 处，每两个观测断面之间布置 1 个。仪表埋设完毕后应立即完成零点的标定工作，零点观测要求隔 2d 测 1 次，连续 3 次以上，直至读数稳定。 结论 真空预压排水固结法是以消除软基有害变形，改善软基自身性能的较理想方法。软基施工中软基处理一般占用大部分工期，采用真空预压排水固结法使本来需半年完成的工程缩短至 3 个多月，大大节省了工期。该种施工方法在沿海地区软土地基的处理十分有效，且施工时间短，加固费用低、加固效果好，特别是深层加固效果更好，值得在施工中广泛采用。真空预压法具有加荷速度

11、快、无需堆载料、加荷过程中不会出现地基失稳现象等优点。但是在应用过程中由于工程地质条件千差万别，因此，建议对更多的真空预压工程实测资料进行分析整理，总结真空预压加固地基的规律，为今后类似工程的设计和施工提供参考。 6【参考文献】 1 曾伟兴真空预压法软基处理技术探讨J.民营科技，2009（3） 2 刘文雄浅谈真空预压法在软土路段结构物处的应用J.今日科苑，2008（10） 3 吴献昌真空预压法处理软弱基础的施工方法及质量控制J.甘肃水利水电技术，2008（7） 4 张留俊高速公路软土地基处理技术M北京：人民交通出版社，2002 5 叶书麟，叶观宝地基处理与托换技术M北京：中国建筑工业出版社，2005