真空聯(lián)合堆載預(yù)壓軟土路基處理效果評(píng)價(jià)

文／胡人遠(yuǎn) 珠海十字門(mén)中央商務(wù)區(qū)建設(shè)控股有限公司 廣東珠海 519000

引言：

珠海地區(qū)普遍分布有深厚海相軟土，軟土具有高含水率、高壓縮性、大孔隙比、抗剪強(qiáng)度低、滲透性差、結(jié)構(gòu)性強(qiáng)、欠固結(jié)、呈流塑狀態(tài)等工程特性[1]，易導(dǎo)致過(guò)大的工后沉降，嚴(yán)重時(shí)出現(xiàn)失穩(wěn)滑移現(xiàn)象。國(guó)家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)軟土地區(qū)路堤的工后沉降和穩(wěn)定安全系數(shù)提出了嚴(yán)格控制標(biāo)準(zhǔn)[2-3]，深厚軟土路基常采用堆載預(yù)壓法、真空聯(lián)合堆載預(yù)壓法、水泥攪拌樁、素混凝土樁和管樁等進(jìn)行處理[4-7]。本文以珠海地區(qū)某主干路為研究對(duì)象，通過(guò)對(duì)比處理前后軟土性能指標(biāo)的變化來(lái)評(píng)判軟基處理效果，通過(guò)監(jiān)測(cè)手段獲得工后沉降數(shù)據(jù)及變化規(guī)律，采用有效的沉降預(yù)測(cè)方法預(yù)測(cè)路基工后沉降，研究成果可為類(lèi)似工程參考。

1.工程概況

1.1 項(xiàng)目概況

某市政道路路基寬度50m，擬建道路場(chǎng)地現(xiàn)狀為灘涂地貌，需場(chǎng)平填土后方能修建路基，場(chǎng)地地層主要為深厚淤泥，擬采用真空聯(lián)合堆載預(yù)壓法進(jìn)行軟基處理。

1.2 地質(zhì)條件

根據(jù)勘察報(bào)告顯示，地質(zhì)分層如表1 所列：

表1 地層分布統(tǒng)計(jì)

1.3 主要設(shè)計(jì)參數(shù)

（1）塑料排水板采用SPB100·C 型原生料整體板，正方形布置，間距1.0m。

（2）板長(zhǎng)設(shè)計(jì)：板長(zhǎng)根據(jù)地質(zhì)鉆孔柱狀經(jīng)沉降計(jì)算確定。

（3）砂墊層設(shè)置：砂墊層包括膜下砂墊層和膜上砂墊層，膜下砂墊層厚度為60cm，膜上砂墊層厚度為50cm。

（4）土工布和密封膜：膜下砂墊層和膜上砂墊層之間設(shè)置3 層密封膜和兩層土工布。

（5）粘土攪拌墻設(shè)置：粘土攪拌墻由雙排直徑70cm 的粘土攪拌樁咬合20cm 組成。

（6）排水板彎折：排水板彎折入砂墊層的長(zhǎng)度為20cm。

（7）密封膜及土工布鋪設(shè)：密封膜及密封膜鋪設(shè)時(shí)應(yīng)松弛鋪設(shè)，松鋪系數(shù)為1.05。

（8）大面積施工前，應(yīng)選取有代表性的場(chǎng)地進(jìn)行試插板，以確定施工工藝及其他施工參數(shù)。

（9）真空卸載標(biāo)準(zhǔn)：根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)推算的工后沉降≤30cm；預(yù)壓期滿足90+30 天要求；連續(xù)15 天平均每天沉降量≤2mm，交工面滿足設(shè)計(jì)要求。

真空聯(lián)合堆載預(yù)壓軟基處理標(biāo)準(zhǔn)橫斷面如圖1 所示。

圖1 真空聯(lián)合堆載預(yù)壓軟基處理標(biāo)準(zhǔn)橫斷面（半幅）

2.處理效果分析

2.1 室內(nèi)土工試驗(yàn)

處理前后的軟土指標(biāo)比較如表2 所列，由表2 可知，含水量由65.6%降低至51.0%，降低幅度為22.3%；天然重度由16.2kN/m3提高至17.1kN/m3，提高幅度為5.56%；孔隙比由1.756 降低至1.405，降低幅度為20%；液限由53.5%降低至46.4%，降低幅度為13.3%；塑限由27.8%降低至24.6%，降低幅度為11.5%；壓縮模量由2.08MPa 提高至2.80MPa，提高幅度為34.6%；粘聚力由6.9kPa 提高至13.0kPa，提高幅度為88.4%；內(nèi)摩擦角由4.2°提高至7.7°，提高幅度為83.3%；表明經(jīng)真空聯(lián)合堆載預(yù)壓處理后軟土發(fā)生固結(jié)沉降，孔隙水排出，孔隙比減小，土體壓密，淤泥性質(zhì)得到提升。

表2 真空聯(lián)合堆載預(yù)壓處理前后軟土主要物理力學(xué)指標(biāo)對(duì)比

2.2 十字板剪切試驗(yàn)

對(duì)比真空聯(lián)合堆載預(yù)壓前后十字板的結(jié)果，可以看出，處理前原狀土強(qiáng)度Cu 分別為14.5kPa 和38.0kPa，增長(zhǎng)了約1.6 倍，殘余強(qiáng)度Cu’分別為5.1kPa 和10.9kPa，增加了約1.1 倍。見(jiàn)圖2

圖2 處理前后十字板剪切強(qiáng)度對(duì)比

圖3 處理前后靜力觸探曲線對(duì)比

2.3 靜力觸探試驗(yàn)

對(duì)比真空聯(lián)合超載預(yù)壓預(yù)壓與未處理的靜力觸探曲線，可以看出未進(jìn)行地基處理時(shí)，在6.1m～19.3m 相同深度處，經(jīng)過(guò)真空聯(lián)合超載預(yù)壓處理前后的錐頭阻力分別為0.1346MPa和0.3407MPa，側(cè)阻力分別為5.33kPa和8.96kPa，側(cè)阻力與錐頭阻力的摩阻比分別為4.71 和2.69。

錐頭阻力、側(cè)阻力均與土層的強(qiáng)度和壓縮模量成正相關(guān)，因此通過(guò)對(duì)比可以看出，軟土地基經(jīng)過(guò)真空聯(lián)合超載預(yù)壓處理后，其錐頭阻力和側(cè)阻力均顯著增大，也就是處理后地基承載力增大，壓縮模量減小，在經(jīng)過(guò)這種地基處理后的地基上建設(shè)的道路的工后沉降能夠得到明顯的減少。

3.沉降監(jiān)測(cè)與工后沉降預(yù)測(cè)

3.1 沉降監(jiān)測(cè)

本項(xiàng)目2018 年初竣工，2020 年11 月測(cè)量道路標(biāo)高，經(jīng)與設(shè)計(jì)標(biāo)高對(duì)比，竣工至2020 年11 月沉降了40mm，2020 年11 月開(kāi)始工后沉降監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)頻率1次/月，累計(jì)監(jiān)測(cè)12 個(gè)月，作沉降與時(shí)間關(guān)系曲線如圖4 所示。

圖4 沉降與時(shí)間關(guān)系曲線

圖5 雙曲線法預(yù)測(cè)曲線

3.2 工后沉降預(yù)測(cè)

根據(jù)沉降與時(shí)間的變化規(guī)律，選取某斷面測(cè)點(diǎn)4 沉降數(shù)據(jù)采用雙曲線法[8]進(jìn)行工后沉降預(yù)測(cè)，如表3 所列，預(yù)測(cè)工后沉降46.95～56.18mm，加上竣工至2020 年11 月已發(fā)生沉降40mm，則本項(xiàng)目采用堆載預(yù)壓處理總的工后沉降量為86.95～96.18mm ＜300mm，滿足規(guī)范要求的工后沉降。

表3 雙曲線法工后沉降預(yù)測(cè)匯總表

結(jié)語(yǔ)：

真空聯(lián)合堆載預(yù)壓處理后，軟土物理力學(xué)性能指標(biāo)提高，穩(wěn)定性好。根據(jù)沉降預(yù)測(cè)結(jié)果可知，路基工后沉降量均小于規(guī)范要求值，表明真空聯(lián)合堆載預(yù)壓法處理深厚軟土路基效果較好。