引言
软土地基一般都表现为高含水量、高压缩性、高粘土含量、低渗透性和低强度等特点,要在这“三高二低”的软土地基上修建好公路,必须解决好两个方面的问题:一是路基要有足够的稳定性,二是工程完工后,路基沉降稳定。为了缩短工期、加快建耐低温高压胶管设速度、保证工程质量,某高速公路软土地基试验段采用了一种新的加固方法真空-联合堆载预压法, 取得了良好的效果。
1、真空联合堆载预压法加固机理
众所周知,大气的压力为10t/m2 ,真空联合堆载预打桩地基处理压法实际上就是在堆载预压的同时,借助大气的压力,使两者联合发挥作用,加快土体固结收缩。真空联合堆载预压法是用薄膜对需要加固的软基进行压力排水管材密封与大气隔离,借助射流泵抽真空,通过铺在加固体表面的砂垫层中的管道及竖向排水体袋装砂井将加固区内的空气和水抽走,形成真空,在地表砂垫层产生负压,该负压通过真空管路及竖向排水体逐渐向深度方向延升,并向四周土体扩散,使加固上体内部与排水通道、砂垫层中产生压差,在此压差作用下,土体中的孔隙水不断由排水通道排出,使孔隙水压力降低,最终使上体固结压密。真空预压加固过程实际上是地下水气不断被抽走的同时,真空度不断向加固土体内传递、扩散并在加固土体内形成一定真空负压和负压梯度的过程。真空联合堆载预压法是在真空联合堆载预压法基础上发展起来的,是真空预压和堆载预压两种加固方法的吸水排水胶管叠加,在堆载预压的同时再加一真空荷载同时作用,促使土体充分固结压缩。根据太沙基有效应力原理,其过程可表达为:式中分别为真空和堆载产生的总效应力绝对值,为主骨架压缩和收缩有效应力绝对值,为真空产生的孔隙应力绝对值,为堆载产生的孔隙应力绝对值),从中我们可以看出真空联合堆载预压只是通过减少孔隙水压力来增加土体的有效应力和球应力,并且土体的球应力会使土体产生向预压区内的收缩变形,以上理论在某高速公路的施工中得到了验证和应用。
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