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摘要:真空预压法作为一种在道路软基处理方面的常用措施,已被大家广泛接受,真空预压法同其它方法相比具有加固效果好、简便易行、成本较低、工期短、沉降均匀等优点。本文将真空预压法同其他道路软基方法进行了比较分析,介绍了该方法的施工工艺和结果分析,希望该方法能够在工程上得到更好的应用。
关键词:真空预压法;软基;应用
真空预压法就是把土中的水、气被抽出,使真空度向地基土进行传递、扩散使地基形成一定真空负压和压力梯度,来对软基进行加固的方法。真空预压法现已成为一种非常有效的地基加固措施,随着其施工工艺、加固机理等相关研究不断发展,该技术的应用也越来越广泛。
1 道路软基处理方法
道路软基的处理往往是根据其地基厚度、形成的原因、地理情况等因素来选用表层处理法、置换法、加载法、真空预压法等对道路的软基进行处理。
1.1 表层处理法
该法适用于地表较软的路基处理,往往采用排水、敷设管材的方法提升地表强度,同时让填土荷载均匀分布。该法在处理过程中又可具体划分为:砂垫层法、添加剂法、敷设材料法等。
1.2 置换法
该法是用优质土置换出松软土,保证填土稳定性,减少沉降量。施工方法具体可划分为:人工挖掘置换和强制置换法等。这种方法的施工相对容易,工期较短,其中人工挖掘置换比强制置换法更为可靠。置换材料通常采用那种承载力好的粗粒土,然后进行压实。
1.3 加载法
该法主要是加快软基沉降,增加软基强度,防止填土内和邻接填土的构造物还有填土路面发生破坏性的沉降。目前软基固结沉降可分为:减少地下水法来提升土中有效应力方法、地基上增压法等。增加总压法一般用填土加载法,减少地下水法主要是通过井点、竖井等减少地下水含量,然后在地表铺砂、覆盖一层隔水膜使其形成真空,凭借大气压力加载促进土壤固结。在使用填土加载时,需要注意地基是否稳定。加载法的好处是不用担心地基被破坏,但工程费用大,一般很少采用。
1.5 真空预压法
真空预压法在处理道路软基时无需大量的建筑材料,能节省大量费用,其优越性十分明显。真空预压的荷载不用分级施加,只需一次施加就能完成,这样不会导致地基失稳还能使工期减少至少1/3。真空预压法通过竖向排水体向道路地基土中不断传递真空度,使真空度在需要加固范围内尽量均匀分布,加固后的土中垂直变形比较均匀,沉降量大。
2 真空预压法的施工工艺及方法
2.1 挖密封沟
真空预压处理道路软基时首先要挖密封沟,在加固范围的周围挖一条深度合适的沟槽,被称为密封沟。该沟的主要用途是埋设密封膜,其深度距隔水层顶面一米为宜。挖密封沟的施工量并不大,但仍要求严谨、细致地进行,因为该工作的细致程度会直接影响密封效果。密封沟施工主要使用液压反铲法并结合人工法进行挖掘,在铺设好密封膜后,还需要用黏土或淤泥进行压实回填。
2.2 埋设管路、膜下测头
一般采用质地相对较硬的透水管作为真空滤管,直径不超过75mm的聚丙烯和聚氯乙烯管最为常用。把透水管进行打孔加工后结实捆扎,使之能够具有只透水汽、不透砂的效果。对那些要用胶管相连的真空滤管,胶管要套入滤管中的长度约为100mm,然后用铅丝绑扎紧实,绑扎的铅丝结头还必须向下,防止滤膜被扎破。当滤管和滤管交叉时应用二通或三通,甚至四通来进行连接,道路软基的加固区中间位置滤管之间的连接应采用四通,旁边滤管则采用三通比较适宜。四个角的滤管之间一般可用二通来连接,为防止软基下沉严重不均匀,滤管之间、连接管与滤管之间通常用橡胶波纹管来连接。橡胶波纹管套入滤管长度约为10cm,连接完后埋入厚度约为20cm的砂中,然后再用砂进行覆盖,同样需要压实。膜下真空度测头一般安装在加固区中心和滤管的角点,角点膜下测头和加固区的边线之间要有5m的距离,中心测头同真空滤管之间保持至少3m的距离,测头与滤管之间坚决不允许直接相连。
2.3 铺设密封膜和出膜
以上工作都完成后,需要先清除砂垫层上面的杂物,然后弄细、铺平砂垫层,等真空测头和其他观測仪器都埋好之后,再铺设密封膜。常用的密封膜为三层的聚氯乙烯薄膜或聚乙烯薄膜,对密封膜的质量要严格把关。密封膜需要在规定工厂进行一次热合成型,假如要现场粘结,则要求搭接宽度要不少于2m。真空膜需要分层铺放在整个真空预压区域,四周需要加固,但需要预留一定的余量宽度,一般预留3~5m就能满足要求,铺设好之后将膜体边埋在密封沟内,然后用黏土、淤泥填充和压实。铺设密封膜作为道路软基处理的关键工序,其质量好坏将直接影响到软基的加固效果。
2.4 安装射流泵、地表沉降标
真空预压技术在运用过程中一般选3BA-9型射流泵,此类泵的功率为7.5kW,真空压力为0.095kPa及以上。在安装射流泵时要严格按布设图安装,确保位置准确,连接处密封性能好,安装完成后进行调试,测试安装质量,同时为抽气做准备;沉降标底板放在密封膜上,当地表下沉时,沉降标就会随地表下沉,定期用水准仪进行观测,埋设完成后测量杆顶初始高程;最后,连通抽真空设备。
2.5 抽真空
首先是试抽真空,调整各种仪器,调好初读数,开泵进行试抽真空,检查密封膜密封性能。正式抽真空,要求密封膜下真空度大于630mmHg,恒载72h。真空预压满载计时后需要确保开泵率能满足设计要求,满载抽气时间不少于90d。其次是,抽真空,真空预压恒载,确保开泵率能满足要求。第三,排水,观测恒载过程中的沉降程度。
3 结果分析
3.1 地表沉降分析
软基处理的监测项目有:真空度监测、沉降监测、孔隙水压力监测等。沉降监测数据是固结度计算和沉降推算的依据,是对软基处理效果进行评价的基础数据。砂垫层的真空度用压力表监测,观察抽真空过程的真空度传递效果。当真空度满足设计要求后开始正式抽真空并计时。观测不同深度的淤泥层孔隙水压力数据,该数据既能检验淤泥土层的真空度传递效果,对真空预压效果和工程质量进行评价,又能测量淤泥土层在真空荷载下的超静孔隙水压力消散过程,指导施工。
3.2 真空度测试、分析
通过排水板和软基中真空度观测数据可解释在抽真空过程的不同时间所需的真空泵数量不同原因:抽真空初期,膜下砂垫层与排水板、软基之间的真空度差值较大,所需的真空泵数量较多。随着排水板和软基中的真空度增长至稳定,真空泵的数量需要减少。真空度测试数据分析,抽真空1~2个月后,软基中的真空度已基本稳定可适当减少真空泵数量。
3.3 固结度分析
根据沉降观测推算软基的固结度,一般采用Asaoka法推算主固结沉降,然后计算固结度。固结度的好坏能够评价真空预压在道路软基处理过程中的效果好坏和工程的施工质量。
4 结论
真空预压法在道路软基处理方面得到了广泛应用,同时取得了很好的效果,已被大家所接受。但该法在工程应用上仍然存在很多不足,需要我们加大对该法的研究。
参考文献
[1]陈永亮.浅谈软基处理工程的施工技术要点[J].中小企业管理与科技(上旬刊).2010(02)
[2]张宜驰.浅谈真空预压法在路桥软基处理中的应用[J].民营科技.2010(12)
[3]黄奎.公路施工中软土地基处理技术的应用[J].黑龙江科技信息.2012(07)
关键词:真空预压法;软基;应用
真空预压法就是把土中的水、气被抽出,使真空度向地基土进行传递、扩散使地基形成一定真空负压和压力梯度,来对软基进行加固的方法。真空预压法现已成为一种非常有效的地基加固措施,随着其施工工艺、加固机理等相关研究不断发展,该技术的应用也越来越广泛。
1 道路软基处理方法
道路软基的处理往往是根据其地基厚度、形成的原因、地理情况等因素来选用表层处理法、置换法、加载法、真空预压法等对道路的软基进行处理。
1.1 表层处理法
该法适用于地表较软的路基处理,往往采用排水、敷设管材的方法提升地表强度,同时让填土荷载均匀分布。该法在处理过程中又可具体划分为:砂垫层法、添加剂法、敷设材料法等。
1.2 置换法
该法是用优质土置换出松软土,保证填土稳定性,减少沉降量。施工方法具体可划分为:人工挖掘置换和强制置换法等。这种方法的施工相对容易,工期较短,其中人工挖掘置换比强制置换法更为可靠。置换材料通常采用那种承载力好的粗粒土,然后进行压实。
1.3 加载法
该法主要是加快软基沉降,增加软基强度,防止填土内和邻接填土的构造物还有填土路面发生破坏性的沉降。目前软基固结沉降可分为:减少地下水法来提升土中有效应力方法、地基上增压法等。增加总压法一般用填土加载法,减少地下水法主要是通过井点、竖井等减少地下水含量,然后在地表铺砂、覆盖一层隔水膜使其形成真空,凭借大气压力加载促进土壤固结。在使用填土加载时,需要注意地基是否稳定。加载法的好处是不用担心地基被破坏,但工程费用大,一般很少采用。
1.5 真空预压法
真空预压法在处理道路软基时无需大量的建筑材料,能节省大量费用,其优越性十分明显。真空预压的荷载不用分级施加,只需一次施加就能完成,这样不会导致地基失稳还能使工期减少至少1/3。真空预压法通过竖向排水体向道路地基土中不断传递真空度,使真空度在需要加固范围内尽量均匀分布,加固后的土中垂直变形比较均匀,沉降量大。
2 真空预压法的施工工艺及方法
2.1 挖密封沟
真空预压处理道路软基时首先要挖密封沟,在加固范围的周围挖一条深度合适的沟槽,被称为密封沟。该沟的主要用途是埋设密封膜,其深度距隔水层顶面一米为宜。挖密封沟的施工量并不大,但仍要求严谨、细致地进行,因为该工作的细致程度会直接影响密封效果。密封沟施工主要使用液压反铲法并结合人工法进行挖掘,在铺设好密封膜后,还需要用黏土或淤泥进行压实回填。
2.2 埋设管路、膜下测头
一般采用质地相对较硬的透水管作为真空滤管,直径不超过75mm的聚丙烯和聚氯乙烯管最为常用。把透水管进行打孔加工后结实捆扎,使之能够具有只透水汽、不透砂的效果。对那些要用胶管相连的真空滤管,胶管要套入滤管中的长度约为100mm,然后用铅丝绑扎紧实,绑扎的铅丝结头还必须向下,防止滤膜被扎破。当滤管和滤管交叉时应用二通或三通,甚至四通来进行连接,道路软基的加固区中间位置滤管之间的连接应采用四通,旁边滤管则采用三通比较适宜。四个角的滤管之间一般可用二通来连接,为防止软基下沉严重不均匀,滤管之间、连接管与滤管之间通常用橡胶波纹管来连接。橡胶波纹管套入滤管长度约为10cm,连接完后埋入厚度约为20cm的砂中,然后再用砂进行覆盖,同样需要压实。膜下真空度测头一般安装在加固区中心和滤管的角点,角点膜下测头和加固区的边线之间要有5m的距离,中心测头同真空滤管之间保持至少3m的距离,测头与滤管之间坚决不允许直接相连。
2.3 铺设密封膜和出膜
以上工作都完成后,需要先清除砂垫层上面的杂物,然后弄细、铺平砂垫层,等真空测头和其他观測仪器都埋好之后,再铺设密封膜。常用的密封膜为三层的聚氯乙烯薄膜或聚乙烯薄膜,对密封膜的质量要严格把关。密封膜需要在规定工厂进行一次热合成型,假如要现场粘结,则要求搭接宽度要不少于2m。真空膜需要分层铺放在整个真空预压区域,四周需要加固,但需要预留一定的余量宽度,一般预留3~5m就能满足要求,铺设好之后将膜体边埋在密封沟内,然后用黏土、淤泥填充和压实。铺设密封膜作为道路软基处理的关键工序,其质量好坏将直接影响到软基的加固效果。
2.4 安装射流泵、地表沉降标
真空预压技术在运用过程中一般选3BA-9型射流泵,此类泵的功率为7.5kW,真空压力为0.095kPa及以上。在安装射流泵时要严格按布设图安装,确保位置准确,连接处密封性能好,安装完成后进行调试,测试安装质量,同时为抽气做准备;沉降标底板放在密封膜上,当地表下沉时,沉降标就会随地表下沉,定期用水准仪进行观测,埋设完成后测量杆顶初始高程;最后,连通抽真空设备。
2.5 抽真空
首先是试抽真空,调整各种仪器,调好初读数,开泵进行试抽真空,检查密封膜密封性能。正式抽真空,要求密封膜下真空度大于630mmHg,恒载72h。真空预压满载计时后需要确保开泵率能满足设计要求,满载抽气时间不少于90d。其次是,抽真空,真空预压恒载,确保开泵率能满足要求。第三,排水,观测恒载过程中的沉降程度。
3 结果分析
3.1 地表沉降分析
软基处理的监测项目有:真空度监测、沉降监测、孔隙水压力监测等。沉降监测数据是固结度计算和沉降推算的依据,是对软基处理效果进行评价的基础数据。砂垫层的真空度用压力表监测,观察抽真空过程的真空度传递效果。当真空度满足设计要求后开始正式抽真空并计时。观测不同深度的淤泥层孔隙水压力数据,该数据既能检验淤泥土层的真空度传递效果,对真空预压效果和工程质量进行评价,又能测量淤泥土层在真空荷载下的超静孔隙水压力消散过程,指导施工。
3.2 真空度测试、分析
通过排水板和软基中真空度观测数据可解释在抽真空过程的不同时间所需的真空泵数量不同原因:抽真空初期,膜下砂垫层与排水板、软基之间的真空度差值较大,所需的真空泵数量较多。随着排水板和软基中的真空度增长至稳定,真空泵的数量需要减少。真空度测试数据分析,抽真空1~2个月后,软基中的真空度已基本稳定可适当减少真空泵数量。
3.3 固结度分析
根据沉降观测推算软基的固结度,一般采用Asaoka法推算主固结沉降,然后计算固结度。固结度的好坏能够评价真空预压在道路软基处理过程中的效果好坏和工程的施工质量。
4 结论
真空预压法在道路软基处理方面得到了广泛应用,同时取得了很好的效果,已被大家所接受。但该法在工程应用上仍然存在很多不足,需要我们加大对该法的研究。
参考文献
[1]陈永亮.浅谈软基处理工程的施工技术要点[J].中小企业管理与科技(上旬刊).2010(02)
[2]张宜驰.浅谈真空预压法在路桥软基处理中的应用[J].民营科技.2010(12)
[3]黄奎.公路施工中软土地基处理技术的应用[J].黑龙江科技信息.2012(07)