高等级公路桥头软基真空联合堆载预压加固试验研究

对浃里陈大桥桥头试验段的孔隙水压力、分层沉降、地表沉降、土体水平位移等现场监测结果进行了分析;分析结果表明:在真空联合堆载预压加固软基的过程中,由负超静孔隙水压力与正超静孔隙水压力叠加后产生的联合超静孔隙水压力相对较小,一般小于0,有利于路堤的快速堆载;能大幅预消除沉降,工后沉降量小于100mm,满足桥头软基工后沉降要求;影响区土体水平位移沿水平方向距加固区边界20m之外相对较小,沿深度方向,15m以下基本上无水平位移。真空预压的有效影响深度可以大于10m。对地基土体的加固效果进行了检验,检验结果表明,真空联合堆载预压加固后,土体的强度明显增强,加固效果明显。最后结合试验监测成果,对真空联合堆载预压加固软基机理进行了分析,给出了附加应力分布图。     

真空联合堆载预压加固覆盖层深厚软土地基研究

根据现场监测资料和检测数据,研究真空联合堆载预压处理大面积覆盖层下深厚淤泥质软土地基的表面沉降、超静孔压、深层沉降、侧向位移等固结变形特性和加固效果,结果表明:由于覆盖层的应力扩散和"顶托"作用,地表沉降曲线比较顺滑,高填土堆载过程中无明显"坡降"段;地基土体压缩变形主要发生在覆盖层下部的深厚淤泥质软土层,覆盖层较厚时不利于消除下卧层土体压缩量。孔隙水压的增长和消散受真空负压和填土堆载共同作用,与覆盖层厚度有一定的关系,覆盖层较薄时,孔隙水压响应较快,堆载引起的超静孔隙水压值较大;覆盖层较厚时,孔隙水压响应较滞后,孔隙水压曲线较平缓,堆载引起的超静孔隙水压值较小。厚覆盖层的存在不利于软土的排水加固,方案设计和施工时应予以重视。     

Effect of vacuum removal on consolidation settlement under a combined vacuum and surcharge preloading

The combined vacuum and surcharge preloading technique is extensively used to accelerate the consolidation process of subsoils. The effect of vacuum pressure is often considered as a loading/unloading cycle of mean effective stress, such that elastic rebound occurs after vacuum removal, which cannot explain the observed postconstruction settlement in the field. In this study, the stress state of subsoils subject to vacuum and surcharge preloading is analyzed and decomposed into two components: (a) geostatic consolidation at a different depth, and (b) loading/unloading in the minor principal stress direction. A series of consolidated drained triaxial tests is conducted to simulate the soil behaviour after vacuum removal. Results show that the contribution of unloading in the minor principal stress direction outweighs the magnitude of elastic rebound after vacuum removal, and hence continued settlement dominates. A field case for highways is provided to further demonstrate the proposed mechanism.     

真空堆载联合预压作用下软土地基位移和孔压变化规律研究

根据实测资料分析了真空堆载联合预压作用下加固区地表沉降、土体侧向位移、孔压、超孔压变化规律,并对孔压消散原因进行微观解释,结果表明:真空预压形成的负压与堆载预压形成的正压二者在加固软土地基的效果上是一致的,场地中心处的沉降要比四周大,用固结度对数配合法推定最终沉降,停泵时的平均固结度达到97%;真空预压阶段土体侧向位移方向是指向加固区内的,而堆载预压阶段是指向加固区外的;开始抽真空后浅层土体孔压消散非常明显,深层土体孔压消散较为缓慢,后期较深土层中孔压才有较大变化;超孔压在抽真空后变为负值,在真空预压阶段绝对值越来越大。     

A pilot test on a membraneless vacuum preloading method

A membraneless vacuum preloading method is proposed in this paper for soft soil improvement. The method offers several advantages over the conventional vacuum preloading in which membrane is used to create the airtight condition and sand blanket layer to distribute vacuum. To assess the effectiveness of the proposed method, a pilot test was conducted at a land reclamation site in Tianjin, China. The ground settlement and the pore water pressure (PWP) at different elevations in soil were measured. After vacuum preloading, the average water content of the soft soils reduced by approximately 12% and the undrained shear strength increased twofold. The average degree of consolidation at the end of the vacuum preloading achieved 85.1% based on the settlement data and 84.5% based on the PWP data. The pilot test data have shown that the proposed method exhibits similar efficiencies to the conventional vacuum preloading method.     

预压作用下软土固结蠕变及微观结构试验研究

为了揭示预压荷载作用下软土路基工后沉降的机理,开展了室内模拟真空、堆载以及真空—堆载联合预压加固软土的固结蠕变三轴试验及微观结构试验。分析了在三种不同的预压作用下土体固结蠕变性状的不同和微观结构的变化机理。结果表明:在三种不同的预压荷载作用下,固结过程中,是真空—堆载联合预压条件下土体的沉降量最大,其次是堆载预压,最小的是真空预压。蠕变过程的沉降量是堆载预压的最大,其次是联合预压,最小的是真空预压。预压荷载作用下土体的固结和蠕变具有耦合效应;微观结构参数的变化受预压加载方式的影响。微观结构参数的变化率与宏观物性参数的变化率有相似的性质。     

软土地基孔隙水压力降低引起的压缩分析

根据土力学基本原理,分析孔隙水压力降低引起的土体压缩方式,并对真空预压地基的分层沉降现场实测值和理论计算值进行分析;同时,定量分析真空预压地基在不同深处单位压缩量。研究结果表明:(1)若按有效应力原理水土压力分开计算、地基土体中孔隙水压力降低时,土体竖向总应力维持不变而侧向总应力减小;(2)土体中孔隙水压力在相对压强小于0的范围内降低时,将引起土体等向压缩,在相对压强大于0的范围内降低时,将引起土体单向压缩;(3)南沙港区的真空预压地基若其沉降按欠固结计算时,计算值与实测值接近,自重应力欠固结引起的沉降是抽真空期间地基总沉降主要部分;(4)真空预压的加固深度随排水体深度增加而增大,土层压密效果随地层深度增加而减弱,故降低孔隙水压力法在加固软土地基中,设计排水体深度时应考虑最佳加固深度。     

劈裂真空法加固软土地基试验研究

在分析常规真空预压法加固软土地基局限性的基础上，提出了劈裂真空法加固深厚软土地基新技术。介绍了劈裂真空法的基本原理和施工工艺。依托江苏省江海高速公路软基处理项目进行了劈裂真空法与常规真空法加固软土地基的对比试验段工程，对软基加固过程中的真空度、孔隙水压力、地表沉降、深层水平位移和地下水位等进行监测，并通过加固前后现场 CPTU 原位测试、取样和室内土工试验等方法对加固效果对比分析。试验结果表明：劈裂真空法可以提高真空荷载向深层土体的传递效率，提高深部软土的加固效果，进而提高真空预压法的有效处理深度；同时劈裂真空法还可以加速地基固结，缩短地基处理工期，有利于工后沉降的控制。试验工程表明，劈裂真空法是加固深厚软土地基的有效方法，具有很好的工程应用前景。     

真空预压与堆载预压加固软基的微观效果评价

本文以某高速公路路基软土为研究对象,在地质条件相近的、不同试验路段的软基加固方法（堆载预压、真空预压、真空．堆载联合预压）前后（加固时间达到3个月）,工程单位分别进行了原位试验并采取软土样,开展了室内物理力学试验。结合工程单位所取的软土样进行了软土的微观结构试验,在试验的基础上,获得了软土在天然状态以及3种不同工况下的微结构图像,通过对图像处理得到加固前后的微结构特征参数。研究得出：在工程地质条件相近以及加固时间相同的情况下,无论是从宏观、微观结构,还是从固结过程和强度的增长上来看,3种工况的加固效果依次为：堆载预压→真空预压→真空．堆载联合预压。     

真空—堆载联合预压在上海高速公路的应用

真空—堆载联合预压是高速公路软基处理技术。以上海沪青平高速公路为例,通过5个实验段,介绍了真空预压阶段、真空—堆载阶段和联合预压阶段等3个阶段中断面沉降情况。实践证明,该技术提高高速公路软基沉降速率较快,远远超过堆载规划值10mm/d;具有真空预压和堆载预压双重效果,既速度快又不至于失稳;加固深度较大,减少工后沉降;施工管理和质量检验简单易行。因此,该技术施工工艺成熟,可推广应用。最后指出了有待深化完善之处。     

Pilot tests on vacuum preloading method combined with short and long PVDs

Dredged marine clay has been widely used as a filling material for land reclamation in China. The difficulty of using the vacuum preloading method to improve the dredged marine clay together with the bottom sediment clay is the different spacing requirement of the PVDs. To solve this problem, the Vacuum Preloading method combined with the Short and Long PVDs (VPSL) is proposed in this paper. The short PVDs are installed only into the dredged marine clay layer in-between the long PVDs which are installed through the whole clay layer. Pilot tests are also conducted at a land reclamation site in Tianjin, China, to investigate the performance of the proposed method. The ground settlement, the applied vacuum pressure and the pore water pressure in the soil are monitored during the pilot tests. The average degrees of consolidation are calculated based on the monitored settlement and pore pressure data. It is found that the proposed VPSL method is more effective for improving top dredged clay together with the bottom sediment clay than the conventional vacuum preloading method. The vane shear strength profiles of soil layers after ground improvement also show that the VPSL method is more effective to achieve a uniform soil strength profile.     

堆载预压和真空堆载联合预压的比较

堆载预压和真空联合堆载预压都是工程中处理软土地基的常用方法。通过舟山富通电缆项目地基处理工程项目中堆载预压和真空联合堆载预压施工的比较研究,得出真空联合堆载预压比堆载预压具有更高的施工成效效率,更好的沉降稳定性和沉降性,以及水平位移量更小,使周围软弱边界的变形处于较为稳定的状态。     

水下真空预压过程中孔隙水压力变化规律研究

孔隙水压力的量测和分析对研究水下真空预压法具有重要意义。在已经完成的水下真空预压现场试验中,把孔隙水压力做为主要研究对象进行了监测。结果显示孔隙水压力的变化受膜上水压和膜下负压的影响。水下真空预压期间土体中各点应力的改变等于加固前孔压与加固过程中孔压之差。膜上水压可以做为预压荷载。当膜上水压增大时,增加的水压使土体产生正的超静孔隙水压力,相当于堆载。水下真空预压过程中负超静孔压分布的不均匀使加固区内产生差异沉降和不均匀的强度增长。     

塑料排水板堆载预压处理高速公路软基的研究

通过采用塑料排水板堆载预压处理高速公路软土地基4年多的现场试验,对路堤填筑及预压过程中的地表沉降、横向差异沉降、深层沉降、孔隙水压力及深层水平位移进行了分析,结果表明,采用塑料排水板堆载预压处理高速公路软土地基,在软土较浅、路堤填高不大的常规工期条件下,可以满足一般路段工后沉降的要求。     

真空联合堆载预压法处理软土关键技术与评价

真空联合堆载预压法是软土路基加固处理的一种方法,具有真空预压和堆载预压的双重效果。详细阐述了真空联合堆载预压法工程应用过程中的关键技术,论述了真空联合堆载预压法的优点,并通过工程实例对真空联合堆载预压法的工程效果进行了分析,可为类似工程作参考。     

真空联合堆载预压处理软土地基沉降试验研究

武汉市新区梅子路广泛分布湖积相软土,采用真空联合堆载预压法处理地基。试验段长300 m,分三个试验区共设6个测试断面观测地面和地基深层的变形。结合试验成果,建议真空联合堆载预压地基按堆载条件下附加应力和真空预压条件下负压渗流场分别考虑,然后叠加计算沉降。     

真空预压联合搅拌桩在有轨电车软基加固中的应用

有轨电车以其绿色环保的运营方式正在引领中国交通行业向可持续方向发展。针对南京河西地区软土地基的结构特点和工程特性,提出了真空预压联合搅拌桩软基加固方法,结合施工期表层沉降、分层沉降、水平位移和孔压及运营期累计沉降监测结果,分析了该软基处理方法的加固效果。研究结果表明:在抽真空过程中,孔隙水压力随着深度的增加而逐渐减小;水平位移和分层沉降变化率均逐渐减小;表层总沉降量在抽真空2个月后趋于稳定,表明软土层接近完成固结;施工期的表层累计沉降量为440 mm;运营后半年累计沉降为4.2 mm,预测运营10 a后累计沉降约为9.8 mm,远低于设计警戒值。说明真空预压联合搅拌桩的方法可以有效加固有轨电车软土地基。     

超载预压技术加固高速公路软基的试验研究

 为了解超载预压技术对深厚软土的加固效果，结合杭州湾跨海大桥南岸接线高速公路试验段工程，对超载预压技术处理的试验断面进行长达2 a多的现场试验测试。实测结果表明，处理后的路基工后沉降小于15 cm，满足设计要求小于30 cm的标准；深层压缩主要是在排水板范围内的土体中完成的；侧向位移主要发生在16 m以上部位，且7 m以上土体是向加固区内移动的，7 m以下则向加固区外移动；加固后期，加固区表面的断面沉降呈明显的锅底形；孔隙水压力变化在较浅的土层受影响明显，反应灵敏，而深层则反应较慢，孔隙水压力变化不剧烈；原位十字板测试以及室内土性试验结果表明，加固后的土性物理指标有明显的改善，土的工程力学性质有显著增强，说明超载预压排水固结法加固软土地基达到预期的目的，在类似路段中应用是可行的。     

超载预压技术加固高速公路软基的试验研究

为了解超载预压技术对深厚软土的加固效果,结合杭州湾跨海大桥南岸接线高速公路试验段工程,对超载预压技术处理的试验断面进行长达2 a多的现场试验测试。实测结果表明,处理后的路基工后沉降小于15 cm,满足设计要求小于30 cm的标准;深层压缩主要是在排水板范围内的土体中完成的;侧向位移主要发生在16 m以上部位,且7 m以上土体是向加固区内移动的,7 m以下则向加固区外移动;加固后期,加固区表面的断面沉降呈明显的锅底形;孔隙水压力变化在较浅的土层受影响明显,反应灵敏,而深层则反应较慢,孔隙水压力变化不剧烈;原位十字板测试以及室内土性试验结果表明,加固后的土性物理指标有明显的改善,土的工程力学性质有显著增强,说明超载预压排水固结法加固软土地基达到预期的目的,在类似路段中应用是可行的。     

公路软基超载预压卸荷时间确定的沉降速率法研究

推导出了超载沉降速率与等载工后沉降之间的关系式。该式表明,超载沉降速率控制标准不仅取决于允许的工后沉降,而且与土的固结性质、各级荷载增量的加荷速率和加荷起讫时间有关。基于分级加荷沉降预测理论,建立了超载卸荷时间快速预报方法。最后通过一工程实例,验证了方法的适用性。