真空预压法处理地基的原理及其工程应用综述

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1、真空预压法处理地基的原理1.软土的定义研究真空预压法处理软土地基的原理，首先应该明白什么是软土，软土即为天然含水量大，压缩性高，承载力和抗剪强度很低的成软塑--流塑状态的粘性土。我国软土分布广泛，主要位于沿海平原地带。2.软土的工程性质①软土的孔隙比和含水量：软土的颗粒分散性高，联结弱，孔隙比大，含水量高，孔隙比一般大于1，可高达5.8，如云南滇池淤泥，含水量大于液限达50%~70%，最大可达300%。沉积年代久，埋深大的软土，孔隙比和含水量降低。②软土的透水性和压缩性：软土孔隙比大，孔隙细小，粘力亲水性强，土中有机质多，分解出的气体封闭在空隙中，使土的透水性很差，渗透系数K<10-6

2、cm/s，荷载作用下排水不畅，固结慢，压缩性高，压缩系数a=0.7~20MPa-1，压缩模量Es为1~6MPa。软土在建筑物荷载作用下容易发生不均匀下沉和大量沉降，而且下沉缓慢，完成下沉的时间很长。③软土的强度：软土强度低无侧限抗压强度在10~40kpa之间，不排水直剪试验的Φ=2°~5°C=10~15kpa排水条件下Φ=10°~15°C=20kpa所以在确定软土抗剪强度时，应据建筑物加载情况选择不同的实验方法。④软土的触变性：软土受到震动，颗粒连接破坏，土体强度降低，呈流动状态，触变的机理吸附在土颗粒周围的水分子的定向排列被破坏，土粒悬浮在水中，呈流动状态。当震动停止，土粒与水分子相

3、互作用的定向排列恢复，土强度可慢慢恢复。软土触变用灵敏度St表示St=Tf/Tfˊ式中Tf------天然结构的抗剪强度Tfˊ------结构扰动后的抗剪强度St一般为3~4，个别达8~9，灵敏度愈大，强度降低愈明显，造成的危害也愈大。3.真空预压法加固软土地基机理真空预压的加固机理是在外荷不变的情况下,通过抽真空对加固区密膜下的土体施加流体压力(负压),并通过能够传递流体压力的孔隙介质,在较短的时间内将其作用和影响由近及远地向距边界较远的部位延伸,逐步建立起新的动平衡。在形成动态平衡的过程中,土体得到了较快的固结。即通过在软土地基上铺设砂垫层，并设置竖向排水通道（砂石，熟料排水板），

4、再在其上覆盖不透气的薄膜形成一密封层，然后用真空泵抽气，排水通道保持较高的真空度，在土的孔隙水中产生负的孔隙水压力，孔隙水逐渐被吸出，从而使土体达到固结。真空预压中,水平、向排水构造不仅具有排水(气)作用,同时还起着传递真空压力的作用。不同的孔隙质(如砂垫层、砂井、塑料排水板等)具有不同的流体阻力,真空压力在传递过程中会有所损失。影响流体阻力的主要因素是孔隙介质的渗透系数。据文献[1]介绍,于10m长的袋装砂井,当砂的渗透系数大于1.0×10-2cm/s时,其井阻影响很小。软土的加固效果与其渗透系数和埋深有关。由于软土的渗透系数一般都较小,因其真空度的衰减也很快,但人为设置的竖向排水通

5、道同时也极大地缩短了渗透距离，改善了真空传递的条件。有关文献[2]介绍,在打设20m长的砂井范围内,真空预压均有加固效果。由于真空预压产生的流体压力是负压,它所引起地基土体的侧向变位是向加固区内收缩(与堆载预压的方向相反)。因此,一般不会产生路堤填筑过程中的稳定问题,不受填筑速率的控制。真空测头构造图