真空联合堆载预压法改进试验对比研究论文_李彪

广州南沙重点建设项目推进办公室 广东广州 511458

摘要:为改进软土地区市政道路软基处理方法,并为该区域其他项目软基处理方案比选提供参考数据,通过对比真空联合堆载预压法和真空联合堆载预压+强夯法试验,结果表明加密排水板对软土的改良效果较好,强夯处理对软土深层无显著改良效果。

关键词:真空联合堆载预压;强夯法;软基处理

一、概述

灵山岛尖第一批市政道路长度约为12.79km,位于南沙新区核心明珠湾区北部,地处珠江入海口,岛尖范围内软土分部广泛。因软土具有“三高一低”的特性,即高含水量、高孔隙比、高压缩性、承载力低,且其土质均匀性差。在地层自重及道路等荷载的作用下慢慢固结压缩,且多为不均匀沉降,会对道路、管线的使用造成破坏。因此在软土地区,道路施工时须先进行软基处理。

根据项目地址资料和工期要求,一般路基软基处理采用真空联合堆载预压法。为改进软基处理方法,并为该区域其他项目软基处理方案比选提供参考数据,在屯田路设置试验段。

二、试验段软基对比处理工法

该道路采用改进的真空联合堆载预压法进行路基软基处理,其中K0+046~K0+140段为试验段Ⅰ,竖向排水体间距进行加密为间距1.0m,研究竖向排水体系间距对软基处理效果的影响;K0+140~K0+240段为试验段Ⅱ,竖向排水体间距为1.2m,但在真空预压后对完工面进行强夯,研究判断强夯在本地区软土地基中的加固效果。

1、真空联合堆载预压法

竖向排水体采用C型塑料排水板,截面尺寸100x4.5mm,梅花形布置,塑料排水板打设深度范围为24~25m,最深按25米控制。水平排水系统采用洁净的中粗砂垫层,厚度为0.6m,要求砂垫层渗透系数宜大于5×10-5cm/s,含泥量应小于3%。排水垫层中埋设PVC管,其中支管钻孔并外包透水土工布。为保证真空预压效果,在预压区顶部及四周设置隔离及密封系统。其中,在水平排水垫层顶部设置密封膜,在预压区四周设置密封沟和泥浆密封墙。

真空联合堆载预压膜下真空度应不小于85kPa,每台7.5kw的射流真空泵承担面积宜为800~1200m2。岛尖道路堆载高度为设计沉降值,抽真空及联合堆载预压时间按4个月考虑。

2、真空联合堆载预压+强夯法

试验段Ⅱ在完成真空联合堆载预压并卸载后布设6个降水井,井底标高距中粗砂垫层底部0.10m。24小时不断降水,确保井内水深小于1m。

待降水水位稳定后进行第一遍点夯施工(现场确定夯击能为2300kN﹒m);间歇7天后(根据孔隙水压力消散情况确定)进行第二遍点夯,第二遍夯点位置位于第一遍夯点的中心部位;两遍点夯完成后进行一遍普夯施工,普夯单点夯击能为1000Kn﹒m,每点夯击2次,锤印搭接1/3。该路段强夯施工期间的沉降量为0.26m。

三、软基处理效果对比分析

为进行软基处理后的效果分析,在试验段Ⅰ真空联合堆载预压后,试验段Ⅱ真空联合堆载预压后、强夯后分别对土体进行土工试验、十字板剪切试验、平板载荷试验,试验点位置选在该道路工程勘察点附近,与工程勘察阶段数据对照分析。

(一)沉降值与沉降曲线分析

试验段Ⅰ于2014年11月16日开始抽真空,2015年5月13日达到卸载条件并停止真空联合堆载预压,期间的平均沉降为1.438m,路中平均沉降量为1.552m。

图1.试验段I沉降~时间曲线

试验段Ⅱ于2014年11月16日开始抽真空,2015年5月13日达到卸载条件并停止真空联合堆载预压,期间的平均沉降为1.391m,路中平均沉降量为1.468m。

图2.试验段Ⅱ沉降~时间曲线

对比两个沉降~时间曲线可知,试验段Ⅰ(加密排水板)和试验段Ⅱ沉降曲线收敛速度并未明显不同,即加密排水板对工期影响甚微,并无明显缩短工期的效果;试验段Ⅰ(加密排水板)最终沉降值比试验段Ⅱ大0.084m。

(二)土工试验对比

通过对比试验段Ⅰ区加固前、后各土工试验数据及试验段Ⅱ区加固前、加固后和强夯后土工试验数据(限于篇幅,数据表格略),加密排水板真空联合堆载预压对土体的改良效果更好;真空联合堆载预压法对13m深度范围以内的土体处理效果比较好,16m深度以下土体改良效果不明显;强夯仅对浅层(5m以内)土体具有一定的改良效果。

(三)平板载荷试验数据对比分析

试验段Ⅰ区及试验段Ⅱ区加固前、加固后和强夯后平板载荷试验数据成果如下:

表1 试验段Ⅰ区复合地基平板载荷试验结果汇总表

图3.试验段Ⅱ十字板剪切试验成果

由图可知强夯后对强夯面4m以下土体的改良效果不佳,真空联合堆载预压对作业面16m以下的土体改良效果不明显。

四、结论

(一)加密排水板对土体固结速度无明显改变,但是加密排水板对软土的改良效果要更好一些。

(二)强夯处理能显著提高地基承载力。

(三)强夯处理的范围为表层(5m以内),对软土深层无显著改良效果。

(四)真空联合堆载预压法对13m深度范围以内的土体处理效果比较好,16m深度以下土体改良效果不明显。

参考文献:

[1]许昭萍.浅析市政道路施工中的软土地基处理技术[J].江西建材,2016,03:184+188.

[2]高建.探析市政道路施工中软土地基处理技术的应用[J].江西建材,2014,17:184.

[3]张海勤,蒋小军.浅谈沿海地区软土路基处理的设计与施工[J].城市道桥与防洪,2009,(4)

论文作者:李彪

论文发表刊物:《基层建设》2019年第20期

论文发表时间:2019/10/9

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