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1、论公路施工中真空联合堆载预压技术应用摘要:文章结合作者多年的工程实例介绍了在软土地基上修建越来越多的高速公路，真空联合堆载预压法处理软基巧妙地利用大气压力差和路堤填料作为“堆载”，施工工艺，工程概况，加固效果进行了阐述与分析，对其他类似情况的路基处理具有较重要的借鉴意义。关键词:施工工艺；工程概况；效果分析；中图分类号：TU74文献标识码：A文章编号：前言：随着我国经济社会的快速发展,近年来我国高速公路建设的发展迅速,将不可避免地要在软土地基上修建越来越多的高速公路。要在软土地基上修建公路,必须解
2、决好两个方面的问题:1)路基要有足够的稳定性;2)工程完工后,路基沉降稳定。否则会直接影响路基填筑和路面工程的质量,出现路基滑转、路面沉陷、桥头跳车等质量病害。近年来,真空预压被逐渐应用于高速公路软基处理中,真空预压与路基堆载相结合后,便形成了真空堆载联合预压。此方法造价低、工期短、节省土方、加固效果有保证。1真空联合堆载预压加固机理真空联合堆载预压实际上是真空预压法和堆载预压法的联合。通过室内试验和有限单元法分析,6表明地基在负压条件下进行堆载,正负压共同作用下效果是可以叠加的。真空联合堆载预压
3、是在真空预压的基础上利用路基填筑施加外载,增加总应力,增加软土中孔隙水压力,加大软土与排水通道中的孔隙水压力差,在此压力差和堆土荷载的联合作用下,土体中的孔隙水不断排出,加快软土排水固结,直至达到预期目的。同时由抽真空引起的负超静孔隙水压力和堆载引起的超静孔隙水压力可以产生部分抵消应力,使土体在快速堆载时不致产生过高的超静水压力,从而也保证了工程施工时土体的稳定,提高地基的承载力。2施工工艺及方法1)铺设砂垫层和打设塑料排水板。在原地面清表压实后摊铺厚30cm砂垫层,在施工前要对砂料进行严格检测,
4、要求含泥量不大于5%;竖向排水体采用宽10cm、厚4mmB型板,芯板不容许采用再生塑料。呈梅花形布置,间距为1.0m,打入深度为20m,施工时要注意控制回带长度,回带长度不得大于50cm。2)安设滤管和真空泵。真空滤管采用76mm硬质透水管(硬聚氯乙烯或聚丙烯管)壁厚2.9mm,打孔加工后包土工织物滤水管层,并捆扎结实,滤水层应只透水气不透砂。全部滤管均埋入砂垫层内,施工时要注意滤管的间距和连接的紧密性。真空泵功率为7.5kW,约1000㎡布设一台。63)待埋完真空表测头及其他观测仪器后,人工铺设
5、密封膜。根据地基情况，我们在此试验段布置了两个监测断面，埋设了空隙水压力仪、测斜仪、表面沉降板和真空度测定仪等仪器，用以监测软基在加固前后的应力、应变变化情况及控制填土。由于真空预压侧向位移指向路基中心．孔压持续下降，所以不对沉降作严格要求，而以侧移和孔压系数为主要控制指标。密封膜应用抗老化好、韧性高、抗穿刺性强、整体性和密封性好的聚氯乙稀薄膜,密封膜质量必须符合设计要求,密封膜要求在工厂热合一次成型,若现场搭接,搭接宽度不得小于2m。封膜采用两层土工膜,人工铺设第一层土工膜,认真检查是否有漏洞并
6、进行及时修补,再铺设第二层土工膜,最后用黏土回填密封沟。铺密封膜是本工程的关键工序,质量好坏直接影响加固效果,防止密封膜的损坏。4)从主管中接出真空管路，经过密封膜与射流泵联接，每台射流泵控制600～800平方米的加固区。连接管路时应注意接头牢固、密封，并有一定的柔性。5)抽真空、进行膜上堆载。当铺盖好密封膜后，开始抽真空，并随时检查是否漏气，漏气一般发生在地基、边沟、薄膜、接头等地方。把滤水管通过出膜器与真空泵连接后,就开始抽真空。抽真空后,加固区膜下真空度会持续上升,当真空度达到并维持在80k
7、Pa以上时,即进入了正常真空预压阶段。在进行堆载前应在密封膜上铺设无纺土工布和砂垫层,防止填料刺破密封膜。正常抽真空10d后,可进行路基填筑施工;第一层填料应采用细料,路基填筑速度不应过快,6严格按照沉降情况进行堆载施工,防止加荷速率过快发生路基失稳现象。3工程概况某高速K17+040～K17+374路段由于受工期的严重制约,经变更改为真空联合堆载预压法处理软基,处理面积约2万㎡。1)设计计算参数。a.路基横断面:计算行车速度100km/h,路基顶宽26m,行车道和硬路肩横坡为2%,土路肩为3%,
8、边坡坡率为11.5,路堤边坡坡脚宽1.0m护道,其外侧设置边沟。b.路基的重度,平均取20kN/㎥,路段填土高度5.0m。c.固结度取值为70%。2)监测内容。施工监测主要包括真空度,地下水位,地表沉降量,水平位移,孔隙水压力等观测。3)荷载情况。整个加固区的预压荷载包括真空荷载和堆载荷载。真空预压区于2009年6月30日正式抽真空,2009年7月11日膜下真空度达到80kPa,并开始进行堆载联合预压,2009年8月30日堆载施工全部结束,堆载厚度约为5m为等载预压,
