插板排水固结堆载预压法在软基处理中应用论文

发布于:2021-08-05 05:14:46

插板排水固结堆载预压法在软基处理中的应用 摘要:对插板排水固结堆载预压法的工作原理及施工工艺进行了 阐述,依据某城市主干路软基处理工程中的实践,分析了其优缺点。 实践证明,从技术可行性、经济性角度出发,该法是道路工程软基 处理较优方式。 关键字:软基处理 排水固结 塑料排水板 堆载预压 中图分类号:s276 文献标识码:a 文章编号: 1、工程背景 某市新建城市主干道,设计桩号 k1+200~k4+250 段为滨海相软 土层,据勘察报告,路基范围内第四系地层自上而下依次为:①第 四系素填土、植物层、填石,②第四系全新统海陆交互相淤泥、中 粗砂(含淤泥),③第四系全新统冲洪积粘土、中粗砂,④第四系 上更新统冲洪积淤泥质粘土、粘土、中粗砂,⑤第四系中更新统残 积砂质粘性土、粉质粘土。道路路基设计范围内现状表层分布 4.8m~13m 厚的软弱淤泥层、中粗砂(含淤泥)以及淤泥质粘土等, 稳定性和适宜性差。 针对地下水埋藏浅,土层天然含水量高、孔隙比大、高压缩性、 低渗透性等特点,需根据地质情况和特点进行软基处理,主要采用 插排水固结堆载预压法。 2、原理概述 土的固结过程就是超静孔隙水压力消散和有效应力增长的过程, 软基在上部荷载作用下,土中孔隙水慢慢排出,孔隙体积不断减小, 地基发生固结变形,同时随着超静孔隙水压力的逐渐消散,土的有 效应力增大,地基强度逐步增长,提高承载能力。而通过增加土层 的排水途径、缩短排水距离的办法则可以加速土层的固结。 排水固结法主要应用于软基处理,原理是采用各种方法加快排除 软基深层含水量,达到软基慢慢固结的效果,而插排水固结堆载预 压法就是针对软基处理的一种综合处理方式。 塑料排水板是由芯体和包围芯体的透水膜构成的复合体,芯体上 有疏水槽。塑*灏迮潘探岫言卦ぱ狗ň褪墙潘宀迦肴砘 层中,在荷载作用下,土中空隙水慢慢排出并随着排水板上升到水 *砂砾石垫层,然后通过砂砾石垫层水*渗出,从而改变土壤的含 水量和土体结构,加快土体固结硬化,从而提高土体的承载力。 插板排水固结堆载预压法是由排水系统和加压系统两部分共同 组合而成。 (1)排水系统 排水系统由水*排水垫层和竖向排水体构成。 水*排水垫层:在现状软土层顶面铺一层 250g/m2 聚丙稀编织布 后填筑 1.2m 厚砂砾石垫层。每 30m 设置一条横向过路的盲沟,盲 沟采用渗滤土工布包裹碎石形式,以便渗出水的快速排出。 竖向排水体:在砂砾石垫层*疵坊ㄐ危ㄕ切危┘渚 2.0m 布 设竖向排水体,排水体需打穿软弱淤泥层,进入下卧层至少 0.5m, 上端高出水*排水砂砾石垫层顶部 0.3m,本次使用的竖向排水体为 塑料排水板 spb-b 型。 (2)加压系统 现状软基上的填筑分四个部分:第一部分为水*排水系统所含的 1.2m 厚砂砾石垫层;第二部分为在砂砾石垫层顶部继续填筑砂砾石 直至设计路基顶面高程下 1.5m 处;第三部分,于砂砾石顶面铺设 一层双向经编 pvc 增强纤维土工格栅后填筑 1.5m 厚路床填土,此 部分填料需为满足道路设计填筑要求的素土;第四部分为 2.5m 厚 超载预压砂,为节约成本,此部分填料可用中细砂。需按照填筑设 计要求填筑,特别是第一、二、三部分作为道路的永久路基,其填 筑必须严格按照路基设计要求分层填筑压实,严控填筑质量。 3、施工工序及技术要求 (1)施工工序 工前准备→填筑水*砂砾石垫层→打入塑料排水板→施做盲沟 和埋设监测仪器→继续填筑砂砾石层→填筑路床土→填筑加载预 压砂层→沉降监测→卸载。 (a)工前准备: 抽排围堰封闭道路用地围内的明显地表水,再清表 30cm 厚并对 表层土进行翻晒后进行场地整*处理。 (b)填筑水*砂砾石垫层 在整*后的现状土基顶面铺设一层土工布,防止淤泥进入上部砂 砾石垫层而影响其排水效果。土工布采用 250g/m2 聚丙稀编织布。 在土工布上填筑 1.2m 厚砂砾石垫层。 (c)打入塑料排水板。 (d)施做盲沟。 在砂垫层中施做盲沟和集水井,并埋设监测仪器。路两侧设土边 沟,以便渗出水排出路基范围外,必要时进行抽水。 (e)继续填筑砂砾石垫层 分层碾压填筑砂砾石垫层至路床顶面以下 1.5m,分层碾压填砂需 含预留软基沉降量。 (f)填筑路床土 在砂砾石层顶部铺设一层双向经编 pvc 增强纤维土工格栅后开 始分层碾压填筑 1.5m 厚路床填土。 (g)填筑超载预压砂层 在路床填土上填筑 2.5m 厚的加载预压砂层。 (h)沉降监测 施工过程中进行浅层沉降、分层沉降、边桩位移及孔隙水压力观 测,控制加载速率和卸载标准。 (2)施工技术要求 (a)塑料排水板技术标准 在插板堆载预压施工中,易产生质量事故和难以控制的是加载速 度问题。 在底基层填筑过程中,往往因为赶工期而使得加载速率大大超 标,致使沉降板的日沉降量大大超过 15 mm/d,淤泥层产生剪切破 坏,附加沉降大大增加,更为严重的是因为加载不均匀和速度快而 使得淤泥产生大面积的滑坡,最后不得不大面积停止加载,反而延 误了工期。还有,因为同样的原因而使得大面积淤泥隆起,使排水 板缩进淤泥层,盲沟被切断,产生严重的质量事故。为避免以上事 故的发生,实际施工中一定要特别注意严格控制加载速率。 (c)预压时间 设计预压时间满载不少于 220 天,实际卸载时间应该根据设计预 压时间、实测沉降推算工后沉降量、实测沉降速率等综合确定。 (d)卸载标准 经过预压处理后的软弱层固结度要达到≥90%的要求,预压期最 后连续两个月,沉降速率小于 5mm/月。软基处理交工面即路床设计 高顶面承载力标准值>120kpa。 4、施工监测、分析及效果 排水固结堆载预压施工的全过程须进行监控。施工监测是保证围 堰施工安全、场地填筑过程中边界稳定的重要措施,现场监测的数 据也将作为工后沉降的推算、处理效果的评价、工程量核实等的重 要依据。 (1)施工监测的内容: (a)沉降板,放置在砂垫层的底面,监测总沉降量。 (b)分层沉降标

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