基于真空聯(lián)合堆載預壓法地基處理研究

郅立員，張力峰，王世淼，韓文永，白立朋

(河北雙誠建筑工程檢測有限公司，河北 石家莊 050000)

0 引言

隨著經(jīng)濟快速發(fā)展，我國對于基礎建設的要求越來越高，隨著城市建設越來越快，基礎建設工程也越發(fā)頻繁出現(xiàn)在各大城市之中，相對而言，對于地基建設要求也越來越高，方法也越用越廣泛。由于我國地大物博，地形多且復雜，導致地基建設遇到了很多困難，也造就了我國獨有的方法，介于此現(xiàn)象，許多學者對此進行了研究。

針對目前我國學者對地基處理的研究，提出了大量的施工方法和試驗理論。徐婷婷等[1]采用真空聯(lián)合堆載預壓法對大型工程大橋進行地基處理。得出該方法產(chǎn)生側向收縮變形能消除其擠壓變形。吳佳友等[2]對軟土地基技術進行總結分析，提出相關安全措施方案。李秋剛等[3]基于基礎結構穩(wěn)定性的提升，對軟土地基施工技術處理進行進一步總結分析，得出其結構使用功能。顧鵬等[4]對軟土地基進行科學方法加固，對現(xiàn)階段軟土地基處理中遇到的問題進行總結分析，并提出控制措施。邸巖等[5]結合真空預壓法與堆載預壓法，將兩種方法進行疊加，并用于工程實際，對試驗測點進行研究分析，得到此疊加法的優(yōu)缺點。張崇旗等[6]采用真空聯(lián)合堆載預壓法加固處理地基工程，通過對軟土地基孔隙水壓力變化規(guī)律進行研究。李先行等[7]通過對公路軟基處理采用真空聯(lián)合堆載預壓法對軟土地基處理效果進行分析對比。何長明等[8]采用真空聯(lián)合堆載預壓法對厚軟土地基進行加固處理。對軟土地基地表沉降、膜下真空度、孔隙水壓力等進行監(jiān)測，并得到檢測結果與時間的變化規(guī)律。

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

1 工程概況

1.1 試驗條件

工程試驗條件選擇地點地勢較為平坦，工程地層進行土壤回填，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)結構不緊密，較為疏松，下層土質(zhì)結構層厚變化大。使用鉆孔取樣進行基本物理試驗，工程各地層土層分層情況和及其物理指標如表1所示。

表1 各地層物理指標

1.2 實施方案

該工程對沉降要求較高，因此采用真空聯(lián)合堆載預壓法進行地基施工，其能解決預壓荷載較低和工期較長的缺點。該工程試驗段面積為5 000 m2，排水板埋深18 m，板間距為1.3 m，呈正三角形布置。施工主要工序為：清理平整場地；攤鋪砂土工作面；設置排水板和監(jiān)測點；鋪設濾水管；攤鋪密封膜；安裝真空泵并進行測試；進行抽真空；分層堆載回填土；檢測。在地基處理中，需對孔隙水壓力、地下水位、膜下真空度、土體表層沉降等進行監(jiān)測。測點平面布置圖如圖1所示。

2 試驗結果分析

2.1 孔隙水壓力分析

隨著工程進行，孔隙水壓力出現(xiàn)消散現(xiàn)象，導致含水率降低，使土體固結壓縮強度增加。對試驗孔隙水壓力消散曲線如圖2所示。

圖1 測點平面布置圖

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，對地基進行填土，每天填土高度為0.2 m。并從圖中不難發(fā)現(xiàn)，在時間為80 d后，各個深度孔隙水壓力出現(xiàn)明顯波動，說明上層填土對孔隙水壓力有一定影響，但停止填土后，各個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)合堆載預壓過程中，地下水也會隨著工程的進行而降低，其下降情況隨時間變化曲線如圖3所示。

圖3 地下水位下降隨時間的變化曲線

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

2.3 膜下真空度分析

膜下真空度隨時間變化曲線如圖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)。當開始真空聯(lián)合堆載預壓，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)人員采取補救措施，使真空度重新達到85 kPa左右。并在試驗尾段，為節(jié)省資源，將真空泵工作數(shù)量減少到1臺，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，主要為場地中心區(qū)域。

圖4 膜下真空度隨時間的變化曲線

圖5 地表累積沉降量隨時間的變化曲線

由圖5可知，累計沉降量隨試驗天數(shù)增加而增加，但當在40 d時，隨著真空聯(lián)合堆載預壓開始，地表累計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 結語

通過采用真空聯(lián)合堆載預壓法進行地基施工，對地基孔隙水壓力、地下水位、膜下真空度、土體表層沉降等進行監(jiān)測分析，得出以下結論：

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

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

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

(4)累計沉降量隨天數(shù)增加而增加，但當真空聯(lián)合堆載預壓開始，地表累計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。