高真空擊密法在軟土路基處理中的應用

2012-10-23 07:29:44張傳明

山東水利 2012年12期

張傳明

（泰安市岱岳銀河水務有限公司，山東泰安 271000）

高真空擊密法是一種快速加固軟土地基的新技術，比傳統(tǒng)強夯的方法適用范圍更廣,該技術在2005年已由上海港灣軟地基處理工程有限公司申請專利，并隨后在軟土地基處理中得到較好的應用。其加固機理是采用快速高真空排水法快速排出土中自由水，再結合變能量擊密法增加土體的密實度，通過調整高真空排水與變能量擊密的施工參數(shù)，反復擊密土體，在表層形成厚度約6～7 m的超固結硬殼層，使得表層荷載有效擴散，減少了因荷載不均勻產生的沉降，從而達到降低土層含水量，提高密實度、承載力，減少地基工后和差異沉降量并消除砂土液化的目的。本文對采用該工法進行施工的現(xiàn)場試驗成果及理論計算結果進行研究，驗證了高真空擊密法在軟土地區(qū)處理地基是可行的，并具有一定的優(yōu)越性。

1 工程概況

該工程位于長江三角洲軟土地區(qū)。該地區(qū)土層分布如下：第一層是淤泥，流塑，為河底、魚塘浮泥，河道及魚塘內有分布，層厚0.30～1.3 m，壓縮性極高，工程性能差。第二層是素填土，松軟，成分以黏性土為主，除河道、魚塘外均有分布，層厚0.50～3.60 m，壓縮性高，工程性能較差。第三層是粉質黏土，可塑，局部有分布，層厚1.0 m，壓縮性中等，工程性能一般。第四層是淤泥質粉質黏土，流塑，層厚0.60～16.6 m，部分路段缺失，一般均有分布，壓縮性高，工程性能差。第五層是粉質黏土，流塑，層厚1.5～4.4 m，壓縮性中等，工程性能一般。

2 試驗方案

通過對該處采用高真空擊密法施工中孔隙水壓力、地下水位、地面沉降等的監(jiān)測結果以及現(xiàn)場土性指標試驗、靜力觸探試驗、載荷板試驗等現(xiàn)場資料的對比分析，評價地基處理方法的效果及其對周圍環(huán)境的影響，試驗方案見表1。

3 數(shù)據(jù)分析

3.1 靜力觸探結果對比

高真空擊密處理前后的地基在0～1.0 m范圍內ps值提高幅度約44%～100%，1.0～2.0 m范圍內ps值提高幅度約57%～353%，2.0～3.0 m范圍內ps值提高幅度約16%～281%，3.0～4.0 m范圍內ps值提高幅度約8%～51%。處理后的土層在強度與變形性質方面有明顯的改善。

3.2 孔隙水壓力消散情況

地基處理中高真空排水引起的孔隙水壓力消散主要分為兩部分:一是真空度的直接傳遞導致的孔隙水壓力下降；二是抽真空引起水位線下降進而引起的孔隙水壓力消散。軟土在夯擊過程中會產生較大的動球應力，主要表現(xiàn)為動孔隙水壓力的增加，引起的附加應力增大，造成了土體骨架結構的破壞，并使土體抵抗體積收縮的能力下降。在假定水和土顆粒體積不可壓縮的前提下，這部分不平衡的體積收縮力必然要由孔隙水來承擔，因而，造成孔隙水壓力的上升。當土體內孔壓大于周圍壓力（即存在一定的水力梯度）時，孔壓隨之減小，并隨土體的卸荷膨脹而下降到某一穩(wěn)定值（即在土體內部產生殘余孔隙水壓力）。由于土體處于不排水狀態(tài)，孔隙水壓力不會立即消散。在后續(xù)的夯擊荷載作用下孔壓不斷積累，然后進行第2次真空排水，引起孔隙水壓力的進一步消散。各監(jiān)測點不同深度處的孔壓變化趨勢相似，在前25天變化平緩；后期由于擊密作用，孔壓變化比較大，但最終趨于穩(wěn)定。