真空聯(lián)合堆載預(yù)壓處理軟土路基設(shè)計計算方法

王浩俊

摘要：

真空聯(lián)合堆載預(yù)壓法在沿海地區(qū)處理軟土地基得到了廣泛的運用。結(jié)合具體工程，詳細介紹了真空聯(lián)合堆載預(yù)壓處理路基的方案設(shè)計過程及設(shè)計計算方法，并與其它處理方法作對比，結(jié)果表明該方法有著固結(jié)速度快、施工時間短、加固效果好、穩(wěn)定性強和經(jīng)濟效益高的優(yōu)勢。

關(guān)鍵詞：

真空預(yù)壓；聯(lián)合堆載；方案設(shè)計；軟土地基

中圖分類號：

TB

文獻標識碼：A

文章編號：16723198（2015）09018602

1工程地質(zhì)條件

本工程此段預(yù)加固區(qū)長約36m，處理深度為15m，根據(jù)地質(zhì)勘查報告，該段路基地層巖性自上而下分述如下：

（2-1）層淤泥質(zhì)土、淤泥，灰黑色，局部夾少量淤質(zhì)粉細砂、泥質(zhì)細砂，見貝殼，土質(zhì)均勻，粘性好，軟塑～流塑；本層分布普遍連續(xù)，厚度在0.7m～21.55m。

（2-2）層淤質(zhì)砂層，主要由淤質(zhì)粉細砂、淤質(zhì)中細砂，局部泥質(zhì)細砂及中粗砂組成，間夾淤質(zhì)土，松散～稍密狀；本層分布較廣。厚度在0.45m～9.6m。

（3-1）層：為淺黃色粘土、砂質(zhì)粘土及粉質(zhì)粘土，粘性好，局部分布但不連續(xù)。厚度在0.5m～16.8m。

（3-2）層：為灰黑色淤質(zhì)土，局部含腐殖質(zhì)，軟塑，局部分布。厚度在2.4m～9.3m。

（3-3）層泥質(zhì)粉細砂、泥質(zhì)中細砂，局部含少量淤質(zhì)、粘土及中粗砂，稍密狀，局部呈中密狀；本層分布較廣。厚度在0.5m～15.5m。

綜合該工程地質(zhì)勘察報告，本工程路基存在深厚軟基，其中屬不良地質(zhì)條件的路段達80%以上，占本段路基的絕大部分，因此必須進行地基處理。

2真空聯(lián)合堆載預(yù)壓試驗段方案

真空預(yù)壓法是排水固結(jié)法的一種，加載是通過將不透氣的薄膜鋪設(shè)在砂墊層（本工程可以用無紡布取代砂墊層）上，借助于埋設(shè)在無紡布下的管道，通過抽真空裝置將膜下土體中的空氣和水抽出，使加固區(qū)域內(nèi)的土體形成負壓，使邊界的孔壓降低，土體中的原有孔壓便與這些邊界的孔壓形成一定的壓力差并且發(fā)生不穩(wěn)定滲流，隨著時間的增長，土體中的孔壓逐漸降低，降低的孔壓轉(zhuǎn)變?yōu)橥馏w的有效應(yīng)力，根據(jù)土體有效應(yīng)力原理，地基土體得以固結(jié)，強度得以增長。真空預(yù)壓用于路基軟基處理時，一般在抽真空同時，膜上直接進行道路路基土方填筑，抽真空負壓與填土自重共同作用使軟基得以聯(lián)合預(yù)壓，進一步提高軟基處理效果。

2.1方案設(shè)計

真空聯(lián)合堆載預(yù)壓試驗段長約36m，里程從L4+298.32m～L4+334.85m。

本試驗方案主要技術(shù)要點如下：

（1）試驗段范圍為沿路軸線方向長約56m，寬約21m。

（2）排水板間距1m*1m，正方形布置，排水板打設(shè)深度14m。

（3）排水板施工完成后，鋪設(shè)水平管路，在水平管路層上鋪設(shè)一層200g/m2無紡?fù)凉げ?，埋設(shè)監(jiān)測儀器，鋪設(shè)密封膜，抽真空。

（4）穩(wěn)壓抽真空10天左右，即可進行膜上路基填土施工。

（5）排水板處理邊界為路基邊線外5米。

2.2設(shè)計計算書

（1）計算內(nèi)容。

真空聯(lián)合堆載預(yù)壓試驗段的預(yù)壓期沉降計算、工后沉降計算及處理后的承載力。

（2）計算說明。

真空聯(lián)合堆載預(yù)壓方案：首先將場地整平至+30m，然后并打設(shè)排水板，間距1m，正方形布置，排水板打設(shè)完畢后進行真空聯(lián)合堆載預(yù)壓處理。

①使用期沉降計算。

本工程使用期路頂設(shè)計荷載應(yīng)不小于交工面以上地面鋪砌荷載和使用荷載的基本組合：

S=1.2SGk+1.4SQk（1）

SGk：鋪砌荷載，厚度為0.3m，重度24kN/m3；SQk：使用荷載，采用中小型車輛荷載?？扇『奢d為7.9kPa，相當(dāng)于二級公路。

本工程軟基處理交工面為4.85m，交工面以上為使用期鋪砌厚度0.3m，故本工程路頂設(shè)計荷載取值20kPa。

②真空聯(lián)合堆載預(yù)壓沉降計算。

施工期路頂平均標高3.0m，填土標高6.6m，填土荷載64.8kPa，真空荷載80kPa，施工期荷載144.8kPa。

③工后沉降計算。

工后沉降=總沉降量-真空聯(lián)合堆載預(yù)壓的沉降值+次固結(jié)沉降

（3）沉降變形組成。

由于施工荷載164.8kPa遠大于使用期荷載基本組合的20kPa。因此，在真空聯(lián)合堆載預(yù)壓作用下，沉降主要由加固區(qū)深度內(nèi)的施工荷載對淤泥層的主固結(jié)沉降Sc組成，下臥層固結(jié)變形和加固區(qū)次固結(jié)忽略不計。

主固結(jié)沉降Sc，即：

3方案經(jīng)濟效益對比

該軟基處理綜合單價見表3。

相比于其他方案，真空聯(lián)合堆載預(yù)壓處理深厚軟基在同等處理效果的條件下，綜合單價可節(jié)約30%，具有較好的經(jīng)濟效益。

參考文獻

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