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【摘 要】 路桥工程中经常会出现软土地基,不利于工程设施的建设和安全。在长期的工程实践中,真空预压法被证明是一种经济高效的处理软基的方式,通过排水和加压来达到加固地基和保障工程的目的。本文主要结合江门市部分道路工程中的软土地基实例,详细介绍了真空预压法的一系列实际应用,指出了其施工过程中应当注意的技术性问题,切实达到保障路桥工程质量的目的。
【关键词】 真空预压法;软基;加固
随着近些年来城市建设的速度加快,路桥工程也得到了长足的发展。但在某些路桥工程中不免会出现软土地基,这就需要采取一定的施工措施来进行处理。其中,在近十几年来的路桥工程实践中,一种经济高效的新型的软基处理方式——真空预压法,被逐渐地推广应用到多种工程建筑中,不仅包括普通的道路建设,还包括码头桥梁等工程。真空预压法对于提高路桥工程的质量和保障路桥工程的安全有着很大的作用。下文主要结合江门的某一段道路工程中软基实际,对真空预压法的具体施工与实际应用作出了相应的探讨与研究。
1、真空预压法的施工原理分析
真空预压法主要包括排水和加压两大系统,通过大气压力来迫使垂直排水通道中的水向外排出,改变地基原来的排水条件,使水流从孔隙排出的方式变多。在人为的排水作用下后,再通过加大该地段土体之上的承载力,提高软基土体的存放固结压力,最后达到排水固结的目的。排水和加压两大系统的使用并没有先后之分,在使用真空预压法时两者同时并用,共同起到加固软基和保障安全的作用。
2、利用真空预压法来处理软土地基的实际应用
2.1工程地质状况
该段具有软土地基的道路为江门市的某一段道路,其中预加固区域长约1500多米,宽为40米。该区域内主要为农田和鱼塘,以及尚未拆除的居民房屋和厂房。受沿岸西江冲击的影响,道路两旁淤积的松软土层压缩性很大,导致土层含水量和孔隙较大,而密度和强度却很低,不利于沿岸道路的建设。因此,对于软土层较厚的地基路段采取真空预压法进行处理,防止在道路建成后出现路面沉降的现象。
该地段区域地层分布较为复杂,其中最底层的土层为粉细砂,最高的土层为杂填土。从粉细砂到杂填土中间,土层从下到上分别为亚粘土夹亚砂土、淤泥质亚粘土、粘土和素填土。这些土层的各种物理性质主要包括颜色、层厚、层顶深埋厚度以及其他方面的性质,详细情况如下表所示:
2.2施工程序与技术要求
2.2.1施工程序
为了保证软土地基在较短的时间内得以及时处理,保障最后的加固效果,必需先理清真空预压法的施工程序。可以用下图表示出来:
2.2.2技术要求
真空预压法对于施工程序的要求较高,只有保证真空度的有效传递和稳定维持,才能成功达到处理软土地基的要求。因此,在实施真空预压法时,对于某些技术要有一定的要求。
(1)在设计排水体时要根据该地段道路的地层状况,注意水平和竖向排水体施工的方法。设计垫层的平面尺寸和厚度时,一定要符合要求;在连接竖向的排水管道时,对砂料要进行一定程度上的筛分,以免杂物堵住连接处;对于天然地基在最大限度上不进行破坏,避免将泥土等杂志带入垫层。另一方面,在竖向排水体的施工过程中,对于普通砂井、袋装砂井和塑料排水板等形式要根據具体情况采用。例如袋装砂井中的砂宜用干砂,施工时砂井的直径要小于所用的钢管直径,这样就能够避免对地基土的干扰过大。
(2)在铺设水平滤管时要分清主管和支路的区别,同时在连接真空管和真空泵的时候,应当采用软胶管连接,两端的接头要进行处理,以免刺穿密封膜。鉴于真空传递的重要性,要根依据场地实际情况进行铺设,使得真空负压快速传到相应的地方。滤水管的平面布置形式有很多种,包括条状、鱼刺状等等。但不管采用何种铺设方式,都要坚持因地制宜这一原则,以便达到技术预期的效果。
(3)对于要求较高的真空膜,应当达到相关的指标要求,如厚度要在0.12-0.14mm之间,直角断裂强度要大于4.0MPa,纵向抗拉强度要大于18.5mm,横向抗拉强度要大于16.5mm等条件,因此要选择抗穿刺能力强、韧性好、抗老化性能好的密封膜。密封沟的深度要在0.10-1.5m之间,以进入淤泥层为宜,不能忽视当地的地质情况。为使密封膜与边沟斜坡之间不出现缝隙,需要先对铺到沟底的密封膜压实固定,然后再及时回填淤泥保护层,最后再往密封沟中灌水密封。
2.3施工过程中的问题处理
(1)运用真空预压法处理软土地基时,只有真空度达到施工设计的要求并保持稳定的状态,才能够说明处理软基的成功。而在实际的施工过程中,由于加固时密封膜受到破坏而漏气,导致真空度达不到正常的82kPa要求。随着地基深度的不断加大,真空度的传递也因受到砂井的重重阻拦而不断减弱。为此,首先要对受到破坏的真空膜进行修补,如直接补胶法、四周密封法、密封沟加深法等。同时,要认识到密封沟对密封效果好坏的重要影响,即为在铺设施工时要一边开挖、一边埋膜、并一边回填,并挖掘机前斗夯实。要使得密封效果更好,可以在密封膜埋好之后覆水于沟内,确保加固效果。
(2)在大规模推广真空预压法的应用时,由于在加固过程中土体发生收缩变形,导致整体向加固区发生位移而引起地表裂缝,给周围的建筑物带来了很大的影响。因此,对于加固区边界地表裂缝现象的出现,应当采取合理的措施加以处理,如设置应力释放沟和搅拌桩防护,前者通过缓和真空预压对四周环境的影响,来起到加固外的水平位移和沉降的力度;后者则是通过搅拌桩加固地基,避免土体出现收缩变形的状况。
2.4应用效果分析
通过真空预压法对软土地基进行处理后,要对它的应用效果进行分析。一方面,要看土体的强度是否真正的得到了加强,是否到了加固的效果;另一方面,要看施工完成后道路路基是否会出现沉降和收缩的现象。
3、结语
为了正确处理路桥工程中的软土地基,真空预压法不失为一种经济有效的实用方法。在真空预压法的具体施工过程中,不仅要提前考察软基地段区域的地质状况,按照施工程序和技术要求有序进行,还要及时处理施工过程中所遇到的问题,并对施工的应用效果进行准确的分析,这样就会更好地达到真空预压法预期处理的成效。
参考文献:
[1]周涛,张兰柱,蔡顺江.真空预压法处理软土路基技术,山西建筑,2007.12(05)
[2]朱平,闫澍旺,刘润,孙红月.真空预压法加固路堤软基的工程实例分析,岩土工程学报,2003.7(11)
[3]袁江,李晨.真空预压法在道路工程软基处理中的应用,山西建筑,2008.9(08)
[4]黄毓民,孙好善.真空预压法在道路软基处理工程中的应用,有色冶金设计与研究,2009.6(01)
【关键词】 真空预压法;软基;加固
随着近些年来城市建设的速度加快,路桥工程也得到了长足的发展。但在某些路桥工程中不免会出现软土地基,这就需要采取一定的施工措施来进行处理。其中,在近十几年来的路桥工程实践中,一种经济高效的新型的软基处理方式——真空预压法,被逐渐地推广应用到多种工程建筑中,不仅包括普通的道路建设,还包括码头桥梁等工程。真空预压法对于提高路桥工程的质量和保障路桥工程的安全有着很大的作用。下文主要结合江门的某一段道路工程中软基实际,对真空预压法的具体施工与实际应用作出了相应的探讨与研究。
1、真空预压法的施工原理分析
真空预压法主要包括排水和加压两大系统,通过大气压力来迫使垂直排水通道中的水向外排出,改变地基原来的排水条件,使水流从孔隙排出的方式变多。在人为的排水作用下后,再通过加大该地段土体之上的承载力,提高软基土体的存放固结压力,最后达到排水固结的目的。排水和加压两大系统的使用并没有先后之分,在使用真空预压法时两者同时并用,共同起到加固软基和保障安全的作用。
2、利用真空预压法来处理软土地基的实际应用
2.1工程地质状况
该段具有软土地基的道路为江门市的某一段道路,其中预加固区域长约1500多米,宽为40米。该区域内主要为农田和鱼塘,以及尚未拆除的居民房屋和厂房。受沿岸西江冲击的影响,道路两旁淤积的松软土层压缩性很大,导致土层含水量和孔隙较大,而密度和强度却很低,不利于沿岸道路的建设。因此,对于软土层较厚的地基路段采取真空预压法进行处理,防止在道路建成后出现路面沉降的现象。
该地段区域地层分布较为复杂,其中最底层的土层为粉细砂,最高的土层为杂填土。从粉细砂到杂填土中间,土层从下到上分别为亚粘土夹亚砂土、淤泥质亚粘土、粘土和素填土。这些土层的各种物理性质主要包括颜色、层厚、层顶深埋厚度以及其他方面的性质,详细情况如下表所示:
2.2施工程序与技术要求
2.2.1施工程序
为了保证软土地基在较短的时间内得以及时处理,保障最后的加固效果,必需先理清真空预压法的施工程序。可以用下图表示出来:
2.2.2技术要求
真空预压法对于施工程序的要求较高,只有保证真空度的有效传递和稳定维持,才能成功达到处理软土地基的要求。因此,在实施真空预压法时,对于某些技术要有一定的要求。
(1)在设计排水体时要根据该地段道路的地层状况,注意水平和竖向排水体施工的方法。设计垫层的平面尺寸和厚度时,一定要符合要求;在连接竖向的排水管道时,对砂料要进行一定程度上的筛分,以免杂物堵住连接处;对于天然地基在最大限度上不进行破坏,避免将泥土等杂志带入垫层。另一方面,在竖向排水体的施工过程中,对于普通砂井、袋装砂井和塑料排水板等形式要根據具体情况采用。例如袋装砂井中的砂宜用干砂,施工时砂井的直径要小于所用的钢管直径,这样就能够避免对地基土的干扰过大。
(2)在铺设水平滤管时要分清主管和支路的区别,同时在连接真空管和真空泵的时候,应当采用软胶管连接,两端的接头要进行处理,以免刺穿密封膜。鉴于真空传递的重要性,要根依据场地实际情况进行铺设,使得真空负压快速传到相应的地方。滤水管的平面布置形式有很多种,包括条状、鱼刺状等等。但不管采用何种铺设方式,都要坚持因地制宜这一原则,以便达到技术预期的效果。
(3)对于要求较高的真空膜,应当达到相关的指标要求,如厚度要在0.12-0.14mm之间,直角断裂强度要大于4.0MPa,纵向抗拉强度要大于18.5mm,横向抗拉强度要大于16.5mm等条件,因此要选择抗穿刺能力强、韧性好、抗老化性能好的密封膜。密封沟的深度要在0.10-1.5m之间,以进入淤泥层为宜,不能忽视当地的地质情况。为使密封膜与边沟斜坡之间不出现缝隙,需要先对铺到沟底的密封膜压实固定,然后再及时回填淤泥保护层,最后再往密封沟中灌水密封。
2.3施工过程中的问题处理
(1)运用真空预压法处理软土地基时,只有真空度达到施工设计的要求并保持稳定的状态,才能够说明处理软基的成功。而在实际的施工过程中,由于加固时密封膜受到破坏而漏气,导致真空度达不到正常的82kPa要求。随着地基深度的不断加大,真空度的传递也因受到砂井的重重阻拦而不断减弱。为此,首先要对受到破坏的真空膜进行修补,如直接补胶法、四周密封法、密封沟加深法等。同时,要认识到密封沟对密封效果好坏的重要影响,即为在铺设施工时要一边开挖、一边埋膜、并一边回填,并挖掘机前斗夯实。要使得密封效果更好,可以在密封膜埋好之后覆水于沟内,确保加固效果。
(2)在大规模推广真空预压法的应用时,由于在加固过程中土体发生收缩变形,导致整体向加固区发生位移而引起地表裂缝,给周围的建筑物带来了很大的影响。因此,对于加固区边界地表裂缝现象的出现,应当采取合理的措施加以处理,如设置应力释放沟和搅拌桩防护,前者通过缓和真空预压对四周环境的影响,来起到加固外的水平位移和沉降的力度;后者则是通过搅拌桩加固地基,避免土体出现收缩变形的状况。
2.4应用效果分析
通过真空预压法对软土地基进行处理后,要对它的应用效果进行分析。一方面,要看土体的强度是否真正的得到了加强,是否到了加固的效果;另一方面,要看施工完成后道路路基是否会出现沉降和收缩的现象。
3、结语
为了正确处理路桥工程中的软土地基,真空预压法不失为一种经济有效的实用方法。在真空预压法的具体施工过程中,不仅要提前考察软基地段区域的地质状况,按照施工程序和技术要求有序进行,还要及时处理施工过程中所遇到的问题,并对施工的应用效果进行准确的分析,这样就会更好地达到真空预压法预期处理的成效。
参考文献:
[1]周涛,张兰柱,蔡顺江.真空预压法处理软土路基技术,山西建筑,2007.12(05)
[2]朱平,闫澍旺,刘润,孙红月.真空预压法加固路堤软基的工程实例分析,岩土工程学报,2003.7(11)
[3]袁江,李晨.真空预压法在道路工程软基处理中的应用,山西建筑,2008.9(08)
[4]黄毓民,孙好善.真空预压法在道路软基处理工程中的应用,有色冶金设计与研究,2009.6(01)