《堆载联合预压法在高等级公路软土路基不同地段处理效果.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《堆载联合预压法在高等级公路软土路基不同地段处理效果.doc（12页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 真空-堆载联合预压法在高等级公路软土路基不同地段处理效果的综合分析【摘 要】通过公路建设的实例，就真空-堆载联合预压法中的竖向排水体的处理深度、密封措施、真空-堆载联合作用时间等三方面在高等级公路软基处理应用中的效果进行分析，进而提出了工程施工中的问题及观点。【关键词】密封措施；竖向排水体的处理深度；真空-堆载联合作用时间真空-堆载联合预压法是真空预压和堆载预压的综合使用，对存在软土地基地段的处理十分有效，加固效果好、施工工期较短、加固费用低、后期沉降少，有良好的经济效益和工程应用前景。但是真空-堆载联合预压法作为一种新的地基处理方法没有一套成熟的设计方法和施工规范，常出现设计沉降量与其实际
2、沉降量相差较大的情况；此外，采用真空-堆载联合预压法进行地基处理时可能影响周围已建建筑的安全，需采取一定措施加以防护。下面是通过几例已结束的工程实例，从数据和完工后效果的方面进行分析该法在具体工程建设中所存在的问题，进而得出相关结论。1、竖向排水体的处理深度分析选取京珠高速公路湖南境内 k47+060断面位置及衡枣高速公路某段 k8+460断面位置进行对比分析:1.1 k47+060段分析路基宽24.5m,最大填高4.5m,平均填高为3.75m。全段地处西江古河道冲、洪积平原区,广阔平坦,海拔标高小于10m,为浸蚀一级阶地；地质情况为: 表层是1.23.5m深的灰褐色亚粘土,第二层为5.813
3、.8m深的呈饱和流-软塑状含腐植物深灰色淤泥,第三层为5.18.4m深的褐色或棕红色粘土,局部地段中间间隔夹有粉砂和细砂层。k47+060断面竖向排水体未打穿软土层。在4m10m范围内分布有厚度不均的砂层，该层透水性强，对该砂土层采取密封处理。打设袋装砂井。加固效果分析:采用表面、分层沉降观测数据对加固效果进行分析，其统计见表1。通车后的观测数据表明，k47+060位置累计沉降量310.4mm,工后沉降量超过了路面设计使用年限内的残余沉降30cm的规范要求，该断面位置的推算工后沉降量约为835.3mm,其原因可从软土地基的处理方面进行分析。砂井处理20m范围内软土层压缩量s1平均占整个压缩层压
4、缩量的30%，而砂井处理 20范围以下的下卧层 s2则平均占到70%，这说明工后沉降主要集中发生在下卧层,这与工后沉降偏大有直接关系。该段真空-堆载联合预压法处理效果不理想。但如果单纯用堆载预压法处理，工后沉降会远大于目前的状况，且往后的沉降也较大。表1 沉降数据统计项目 阶段历时 （月）累积沉降量（mm)所占比例（%）砂井处理范围s1非井处理范围砂井处理范围非井处理范围表面沉降152.6310.4分层沉降134.8731723070214.612302971表2 沉降数据统计项目阶段历时 （月）累积沉降量（mm)所占比例（%）砂井处理范围s1非井处理范围s2砂井处理范围非砂井处理范围表面沉降
5、123.850.4分层沉降124.637.518.567331.2 k8+460段分析该段地表分布厚0.52.2m 软塑或硬塑状粘土、亚粘土，其下为流塑性大、厚2030m的高压缩性软土。k8+460段没有承压水等强含水层，池、塘、沟汊等地表水体分布在深厚淤泥层的浅部,与分布在深厚淤泥层底部的粘土和砂层没有直接的水力联系。有利于采用真空联合堆载预压法进行软基加固处理。搭设袋装砂井。加固效果分析:同样采用表面、分层沉降观测数据对加固效果进行分析，k8+460断面通车后沉降观测数据统计如表2。此表显示:k8+460断面位置累计工后沉降量为50.0mm,工后沉降小于路面设计使用年限内的残余沉降30cm
6、的规范要求。结合工后分层沉降数据可知，砂井处理17m范围内软土层压缩量s1占整个压缩层压缩量的67%,而砂井处理17m范围以下的下卧层压缩量s2则占到33%，这说明工后沉降主要集中发生在袋装砂井处理17m范围深度内的淤泥，该段真空堆载联合预压法处理效果理想。1.3 两段的对比分析根据以上两个断面长期工后监测资料分析结果，淤泥厚度在竖向排水体控制范围内的软土层用真空预压的处理效果是理想的，工后沉降基本可以控制以允许范围内。对于深厚淤泥中竖向排水体悬在淤泥中，则下面的未处理区 ,在工后阶段将发生较大的沉降量，该区也是产生较大工后沉降的主要原因。在真空预压中竖向排水体不但是排水通道，而且还是真空度向
7、地基深处传递的最后通道,因而其排水性能和打设深度直接影响着真空预压法的处理效果。由于该地区软土砂夹层较多和施工情况特殊，高等级公路中一般都采用袋装砂井作为竖向排水措施。保证砂井排水性能的首要措施就是:选用纯净合格的中粗砂作为灌填砂井的材料；连通性，如出现断井、缩径等现象,并要和砂垫层连通。众多的研究和观测资料表明，竖向排水体下伏未打穿软土层是产生较大工后沉降的主要原因。值得指出的是,在某些公路软基处理工程中，竟然存在打设长度远小于设计长度的短桩(井)现象，在后续的真空预压过程中，发现其沉降速率和沉降量远远小于该地区的经验值，不容置疑，该真空预压工程是失败的。2、真空-堆载联合作用时间分析选取衡
8、阳一城市高等级公路k2+825断面位置及k5+200断面位置进行对比分析。两工程地段地质情况相近。两断面位置袋装砂井均打穿软土层。k2+825打设袋装砂井 (间距111m、长度21m、井径100mm,梅花型布置)，位于稻田内，路堤高6.5m。k5+200打设袋装砂井(间距1.1m、长度21m、井径100mm,梅花型布置)，位于鱼塘内，路堤高 6.4m。由于工程现场条件的限制，工程填土慢。k2+825抽真空达到 80kpa后历时204天后才到设计标高，再真空-堆载联合预压满载85天，共抽真空290天。k5+200抽真空达到80kpa后历时228天后路堤只填高2.7m,停载后80天才到设计标高，然
9、后真空-堆载联合预压满载62天，共抽真空290天。其施工过程数据统计见表3、表4。表3 k2=825加荷过程时间 （天） 填土荷载 （kpa) 真空荷载 （kpa) 累积荷载 （kpa) 累积沉降（m)备注015.31015.310115.312035.10.07抽真空915.318095.310.3543315.318095.310.713541.6680121.660.7245150.9980130.991.0137957.280130.99102738477.3880137.21.29811177.3880157.381.47616084.4680157.381.643166120.05
10、80164.461.653197141.9780200.051.855213141.9780221.971.956真空-堆载满载298141.9780221.972.314299141.9740181.972.316真空停抽306141.970141.972.289373141.970141.972.313377129.420129.422.313卸载540139.420129.422.326表4 k5+200加荷过程时间（天）填土荷载 (kpa)真空荷载 （kpa）累积荷载 （kpa)累积沉降（m) 备注016.16016.160116.162036.160.608抽真空1116.16809
11、6.160.3463216.168096.160.5273539.638096.160.5549439.6380119.631.05610039.6380119.631.10116954.5380134.531.50717554.5380146.431.53219366.4380146.431.63219773.7880153.781.64923973.7880153.781.906真空停留24478.028078.021.91427090.858090.852.02289103.2680103.262.084313123.490123.492.196319124.4550174.452.23
12、3324125.3480205.342.289330143.4480223.442.351391143.4480223.442.702397149.150149.152.708411149.150149.152.736418167.150167.152.745642167.150167.152.848超载表5 最终沉降量推算断面号 累积荷载 （kpa)卸真空前沉降量 （m) 卸真空前 沉降速率 （mm/天）卸真空前 沉降速率 （mm/天）双曲线法最终沉降量（m) 固结度 （%）k2+8252222.31420.052.49392.8k2+2002222.702623.00390.0根据双曲线法
13、推算真空-堆载联合预压下，最终沉降量见表5。从结果中可看出,虽然这两个工作点工程地质情况相近且抽取真空的时间相同(290天),但由于施工影响造成的真空-堆载过程以及满载的时间不同(85天、62天),而造成了固结度上的差异。其工后沉降相差甚远k2+825为179mm,k5+200为301mm。k5+200卸载前沉降速率达到6mm/天,虽然已大大超过真空设计时间(6个月),但卸载后沉降速率仍偏大,达2mm/天。k5+200后来又采用超载1m处理,静压近7个月后,沉降104mm,沉降速率才降至1mm/天以下。真空-堆载满载的时间对工后沉降影响尤为重要。对于沉降量大的处理工程，必须保证真空-堆载满载的
14、时间。真空-堆载满载时间应至少大于2个月，卸载时达到固结度 90%以上，沉降速率小于2mm/天。保证足够的真空-堆载联合作用时间也是真空预压法成功与否的技术关键之一。真空预压法属于排水固结法,其加固效果好坏受排水固结法的基本规律控制，亦即预压时间的长短直接决定了固结程度的高低。对于本地区软土而言，一般预压时间半年以上，其固结度能完成80%左右。对于薄层软基而言，这样的固结度可以保证工后沉降控制在许可范围内，而对于超过20m的深厚软基，其工后沉降必定会突破设计规范的标准，因此必须保证真空-堆载联合作用时间。真空预压法受雨水、台风等天气因素影响的程度较小，而填土施工则受这些因素的影响较大，气候因素常常是造成真空预压和填土施工相脱节的主要原因之一。往往是抽真空时间已超过设计时间要求而填土尚未达到标高，此停抽真空，人为缩短真空预压联合堆载的时间，往往会降低处理效果。因而在施工时，合理的安排施工工序和时间也十分重要。3、密封措施分析3.1 两例工程问题分析某高等级公路真空预压工程，由于事先没有“详勘”就开始真空预压施工，其间真空度仅为50kpa60kpa,一直没有达到设计要求的80kpa。事后进行了静力触探测试，发现地表下10m内存在一层强透水(气)的砂夹层
