真空联合堆载预压处理软土路基设计计算方法

王浩俊

摘要：

真空联合堆载预压法在沿海地区处理软土地基得到了广泛的运用。结合具体工程，详细介绍了真空联合堆载预压处理路基的方案设计过程及设计计算方法，并与其它处理方法作对比，结果表明该方法有着固结速度快、施工时间短、加固效果好、稳定性强和经济效益高的优势。

关键词：

真空预压；联合堆载；方案设计；软土地基

中图分类号：

TB

文献标识码：A

文章编号：16723198（2015）09018602

1工程地质条件

本工程此段预加固区长约36m，处理深度为15m，根据地质勘查报告，该段路基地层岩性自上而下分述如下：

（2-1）层淤泥质土、淤泥，灰黑色，局部夹少量淤质粉细砂、泥质细砂，见贝壳，土质均匀，粘性好，软塑～流塑；本层分布普遍连续，厚度在0.7m～21.55m。

（2-2）层淤质砂层，主要由淤质粉细砂、淤质中细砂，局部泥质细砂及中粗砂组成，间夹淤质土，松散～稍密状；本层分布较广。厚度在0.45m～9.6m。

（3-1）层：为浅黄色粘土、砂质粘土及粉质粘土，粘性好，局部分布但不连续。厚度在0.5m～16.8m。

（3-2）层：为灰黑色淤质土，局部含腐殖质，软塑，局部分布。厚度在2.4m～9.3m。

（3-3）层泥质粉细砂、泥质中细砂，局部含少量淤质、粘土及中粗砂，稍密状，局部呈中密状；本层分布较广。厚度在0.5m～15.5m。

综合该工程地质勘察报告，本工程路基存在深厚软基，其中属不良地质条件的路段达80%以上，占本段路基的绝大部分，因此必须进行地基处理。

2真空联合堆载预压试验段方案

真空预压法是排水固结法的一种，加载是通过将不透气的薄膜铺设在砂垫层（本工程可以用无纺布取代砂垫层）上，借助于埋设在无纺布下的管道，通过抽真空装置将膜下土体中的空气和水抽出，使加固区域内的土体形成负压，使边界的孔压降低，土体中的原有孔压便与这些边界的孔压形成一定的压力差并且发生不稳定渗流，随着时间的增长，土体中的孔压逐渐降低，降低的孔压转变为土体的有效应力，根据土体有效应力原理，地基土体得以固结，强度得以增长。真空预压用于路基软基处理时，一般在抽真空同时，膜上直接进行道路路基土方填筑，抽真空负压与填土自重共同作用使软基得以联合预压，进一步提高软基处理效果。

2.1方案设计

真空联合堆载预压试验段长约36m，里程从L4+298.32m～L4+334.85m。

本试验方案主要技术要点如下：

（1）试验段范围为沿路轴线方向长约56m，宽约21m。

（2）排水板间距1m*1m，正方形布置，排水板打设深度14m。

（3）排水板施工完成后，铺设水平管路，在水平管路层上铺设一层200g/m2无纺土工布，埋设监测仪器，铺设密封膜，抽真空。

（4）稳压抽真空10天左右，即可进行膜上路基填土施工。

（5）排水板处理边界为路基边线外5米。

2.2设计计算书

（1）计算内容。

真空联合堆载预压试验段的预压期沉降计算、工后沉降计算及处理后的承载力。

（2）计算说明。

真空联合堆载预压方案：首先将场地整平至+30m，然后并打设排水板，间距1m，正方形布置，排水板打设完毕后进行真空联合堆载预压处理。

①使用期沉降计算。

本工程使用期路顶设计荷载应不小于交工面以上地面铺砌荷载和使用荷载的基本组合：

S=1.2SGk+1.4SQk（1）

SGk：铺砌荷载，厚度为0.3m，重度24kN/m3；SQk：使用荷载，采用中小型车辆荷载。可取荷载为7.9kPa，相当于二级公路。

本工程软基处理交工面为4.85m，交工面以上为使用期铺砌厚度0.3m，故本工程路顶设计荷载取值20kPa。

②真空联合堆载预压沉降计算。

施工期路顶平均标高3.0m，填土标高6.6m，填土荷载64.8kPa，真空荷载80kPa，施工期荷载144.8kPa。

③工后沉降计算。

工后沉降=总沉降量-真空联合堆载预压的沉降值+次固结沉降

（3）沉降变形组成。

由于施工荷载164.8kPa远大于使用期荷载基本组合的20kPa。因此，在真空联合堆载预压作用下，沉降主要由加固区深度内的施工荷载对淤泥层的主固结沉降Sc组成，下卧层固结变形和加固区次固结忽略不计。

主固结沉降Sc，即：

3方案经济效益对比

该软基处理综合单价见表3。

相比于其他方案，真空联合堆载预压处理深厚软基在同等处理效果的条件下，综合单价可节约30%，具有较好的经济效益。

参考文献

[1]陈环.天津软土地基[M].天津：天津科技出版社，1987.

[2]彭劫，刘汉龙.真空堆载联合预压法软基加固对周围环境的影响[J].岩土工程学报，2002，24（5）：657659.

[3]陈平山.莫海鸿真空预压加固地基等效固结度的简化计算[J].华南理工大学学报（自然科学版），2008，36（1）.