基于真空聯(lián)合堆載預(yù)壓法地基處理研究

郅立員，張力峰，王世淼，韓文永，白立朋

(河北雙誠(chéng)建筑工程檢測(cè)有限公司，河北 石家莊 050000)

0 引言

隨著經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，我國(guó)對(duì)于基礎(chǔ)建設(shè)的要求越來越高，隨著城市建設(shè)越來越快，基礎(chǔ)建設(shè)工程也越發(fā)頻繁出現(xiàn)在各大城市之中，相對(duì)而言，對(duì)于地基建設(shè)要求也越來越高，方法也越用越廣泛。由于我國(guó)地大物博，地形多且復(fù)雜，導(dǎo)致地基建設(shè)遇到了很多困難，也造就了我國(guó)獨(dú)有的方法，介于此現(xiàn)象，許多學(xué)者對(duì)此進(jìn)行了研究。

針對(duì)目前我國(guó)學(xué)者對(duì)地基處理的研究，提出了大量的施工方法和試驗(yàn)理論。徐婷婷等[1]采用真空聯(lián)合堆載預(yù)壓法對(duì)大型工程大橋進(jìn)行地基處理。得出該方法產(chǎn)生側(cè)向收縮變形能消除其擠壓變形。吳佳友等[2]對(duì)軟土地基技術(shù)進(jìn)行總結(jié)分析，提出相關(guān)安全措施方案。李秋剛等[3]基于基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的提升，對(duì)軟土地基施工技術(shù)處理進(jìn)行進(jìn)一步總結(jié)分析，得出其結(jié)構(gòu)使用功能。顧鵬等[4]對(duì)軟土地基進(jìn)行科學(xué)方法加固，對(duì)現(xiàn)階段軟土地基處理中遇到的問題進(jìn)行總結(jié)分析，并提出控制措施。邸巖等[5]結(jié)合真空預(yù)壓法與堆載預(yù)壓法，將兩種方法進(jìn)行疊加，并用于工程實(shí)際，對(duì)試驗(yàn)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行研究分析，得到此疊加法的優(yōu)缺點(diǎn)。張崇旗等[6]采用真空聯(lián)合堆載預(yù)壓法加固處理地基工程，通過對(duì)軟土地基孔隙水壓力變化規(guī)律進(jìn)行研究。李先行等[7]通過對(duì)公路軟基處理采用真空聯(lián)合堆載預(yù)壓法對(duì)軟土地基處理效果進(jìn)行分析對(duì)比。何長(zhǎng)明等[8]采用真空聯(lián)合堆載預(yù)壓法對(duì)厚軟土地基進(jìn)行加固處理。對(duì)軟土地基地表沉降、膜下真空度、孔隙水壓力等進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并得到檢測(cè)結(jié)果與時(shí)間的變化規(guī)律。

由上述可知，我國(guó)在地基處理方面確實(shí)取得了很大研究進(jìn)展并用于實(shí)際，但對(duì)于地勢(shì)平坦工況條件，反而導(dǎo)致不夠全面現(xiàn)象。本文通過采用真空聯(lián)合堆載預(yù)壓法進(jìn)行地基施工，對(duì)地基孔隙水壓力、地下水位、膜下真空度、土體表層沉降等進(jìn)行監(jiān)測(cè)分析，由此分析研究真空聯(lián)合堆載預(yù)壓法應(yīng)用于軟土地基的工程實(shí)況，為實(shí)際工程提供理論依據(jù)。

1 工程概況

1.1 試驗(yàn)條件

工程試驗(yàn)條件選擇地點(diǎn)地勢(shì)較為平坦，工程地層進(jìn)行土壤回填，表層和下層分別為厚度不一的素土和粉質(zhì)黏土等，表層土質(zhì)結(jié)構(gòu)不緊密，較為疏松，下層土質(zhì)結(jié)構(gòu)層厚變化大。使用鉆孔取樣進(jìn)行基本物理試驗(yàn)，工程各地層土層分層情況和及其物理指標(biāo)如表1所示。

表1 各地層物理指標(biāo)

1.2 實(shí)施方案

該工程對(duì)沉降要求較高，因此采用真空聯(lián)合堆載預(yù)壓法進(jìn)行地基施工，其能解決預(yù)壓荷載較低和工期較長(zhǎng)的缺點(diǎn)。該工程試驗(yàn)段面積為5 000 m2，排水板埋深18 m，板間距為1.3 m，呈正三角形布置。施工主要工序?yàn)椋呵謇砥秸麍?chǎng)地；攤鋪砂土工作面；設(shè)置排水板和監(jiān)測(cè)點(diǎn)；鋪設(shè)濾水管；攤鋪密封膜；安裝真空泵并進(jìn)行測(cè)試；進(jìn)行抽真空；分層堆載回填土；檢測(cè)。在地基處理中，需對(duì)孔隙水壓力、地下水位、膜下真空度、土體表層沉降等進(jìn)行監(jiān)測(cè)。測(cè)點(diǎn)平面布置圖如圖1所示。

2 試驗(yàn)結(jié)果分析

2.1 孔隙水壓力分析

隨著工程進(jìn)行，孔隙水壓力出現(xiàn)消散現(xiàn)象，導(dǎo)致含水率降低，使土體固結(jié)壓縮強(qiáng)度增加。對(duì)試驗(yàn)孔隙水壓力消散曲線如圖2所示。

圖1 測(cè)點(diǎn)平面布置圖

圖2 孔隙水壓力消散曲線

由圖2圖可知，深度越深，其孔隙水壓力越大，隨著抽真空開始，各個(gè)深度的孔隙水壓力逐漸降低，由此表明通道間排水情況較為流暢。并且在80 d后，對(duì)地基進(jìn)行填土，每天填土高度為0.2 m。并從圖中不難發(fā)現(xiàn)，在時(shí)間為80 d后，各個(gè)深度孔隙水壓力出現(xiàn)明顯波動(dòng)，說明上層填土對(duì)孔隙水壓力有一定影響，但停止填土后，各個(gè)深度孔隙水壓力又開始下降。

2.2 地下水位分析

在真空聯(lián)合堆載預(yù)壓過程中，地下水也會(huì)隨著工程的進(jìn)行而降低，其下降情況隨時(shí)間變化曲線如圖3所示。

圖3 地下水位下降隨時(shí)間的變化曲線

由圖3可知，在真空預(yù)壓階段，地下水位下降出現(xiàn)一定程度增長(zhǎng)，但由于外界因素影響，導(dǎo)致40d后，地下水位下降出現(xiàn)波動(dòng)，但整體呈現(xiàn)上升趨勢(shì)。

2.3 膜下真空度分析

膜下真空度隨時(shí)間變化曲線如圖4所示。

由圖4可知，抽真空初期，真空度隨時(shí)間增加而變大，主要由于膜下和土中空氣被抽走。之后在真空泵工作5 d后，真空度在85 kPa左右，并維持穩(wěn)定狀態(tài)。當(dāng)開始真空聯(lián)合堆載預(yù)壓，之所以真空度開始降低，由于外部施工影響，使真空度開始降低，但專業(yè)人員采取補(bǔ)救措施，使真空度重新達(dá)到85 kPa左右。并在試驗(yàn)尾段，為節(jié)省資源，將真空泵工作數(shù)量減少到1臺(tái)，從而出現(xiàn)90 d之后，真空度下降現(xiàn)象。

2.4 土體表層沉降分析

土體表層沉降情況如圖5所示，主要為場(chǎng)地中心區(qū)域。

圖4 膜下真空度隨時(shí)間的變化曲線

圖5 地表累積沉降量隨時(shí)間的變化曲線

由圖5可知，累計(jì)沉降量隨試驗(yàn)天數(shù)增加而增加，但當(dāng)在40 d時(shí)，隨著真空聯(lián)合堆載預(yù)壓開始，地表累計(jì)沉降慢慢增大并趨于穩(wěn)定，但沉降速度減緩并趨于穩(wěn)定。

3 結(jié)語

通過采用真空聯(lián)合堆載預(yù)壓法進(jìn)行地基施工，對(duì)地基孔隙水壓力、地下水位、膜下真空度、土體表層沉降等進(jìn)行監(jiān)測(cè)分析，得出以下結(jié)論：

(1)土深度越深，孔隙水壓力越大，隨著抽真空開始，各個(gè)深度的孔隙水壓力逐漸降低，并且上層填土對(duì)孔隙水壓力有一定影響，但停止填土后，各個(gè)深度孔隙水壓力又開始下降。

(2)在真空預(yù)壓階段，地下水位下降出現(xiàn)一定程度增長(zhǎng)，其易受外界因素影響，但整體呈現(xiàn)上升趨勢(shì)。

(3)抽真空初期，真空度隨時(shí)間增加而變大，真空泵工作之后，維持穩(wěn)定狀態(tài)。

(4)累計(jì)沉降量隨天數(shù)增加而增加，但當(dāng)真空聯(lián)合堆載預(yù)壓開始，地表累計(jì)沉降慢慢增大并趨于穩(wěn)定，但沉降速度減緩并趨于穩(wěn)定。