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1、一、简介1、任务来源 任务来源于中国中铁航空港建设集团有限公司科技开发项目，合同编号2011A024。2、研究目的随着改革开放的不断深入，国民经济中基本建设得到日新月异地发展，厂房、码头、港口、机场、高速公路等建筑物不断增多，尤其是高速公路近十年来得到了飞速发展。然而可以不经过处理直接利用的天然优良地基却越来越少，不少建筑物不得不建造在较差的松软地基上，因而给我们提出的地基加固课题也越来越多。真空联合30pka堆载预压法就是近20年来又重新发展起来的一种新型地基加固方法。运用真空联合30kpa堆载预压法加固软土地基，要取得良好的效果，实施合理的施工工艺是十分重要的，其施工工艺包括排水系统、抽真
2、空系统和密封系统、膜上堆载这四方面的施工工艺。对材料的选择、设备的制造、现场的施工和加固过程中的管理都有一定的要求。任何一个加固方法都有它的长处和短处，都不是万能的，有它的适用范围。如何扬长避短、取他人之长，补己之短，是一个设计者和研究人员应该考虑的。真空联合堆载预压法在加固软粘土地基方面有它不少独特的优点，具有加荷速度快、加荷中不会出现地基失稳现象，因此它相对来说施工工期短、费用少。运用真空联合30kpa堆载预压法对软弱地基进行联合加固时，我认为要考虑以下使用原则，否则联合加固可能意义不大:（l）在技术上能发挥本法的长处。具体说就是发挥真真空联合堆载预压法加荷快、加荷过程中无须担心地基失稳的
3、长处，以及能在超软弱地基进行施工的特点。（2）在经济上尽量做到造价低、费用省。本法的长处，主要表现在施加荷载时不是真正的实物，而是利用了取之不尽的“大气”作荷载，对那些缺乏荷载的地区和加、卸困难的工程在经济上可能就显得比较突出。（3）在施工时间上能突出快速高效。本法它省去了卸荷的时间，省去了等待土体强度增长后再继续加荷的时间，荷载可以一次到位，这对加快施工速度是十分有利的。第二个面临的问题是采用堆载或自载排水预压法在软弱地基上施工时，始终得考虑路堤的稳定，因此必须分级加载，而且加载后要稳定一段时间以待地基的强度有所增长，以满足路堤不断填筑的需要，因而施工速度就不能太快，导致工期过长。否则就容易
4、在施工中产生滑坡或导致软土侧向变形过大、土体固结达不到要求。该方法实质是以时间来换取路堤施工的稳定与安全。如果采用真空联合堆载预压法施工，那么这两方面的问题就容易得到解决，最终使工后沉降量控制在要求的范围内，而施工工期能大大缩短，同时也基本上无须担心路堤在施工中会有稳定与安全问题。真空联合30kpa堆载预压，实际上是在对路堤地基实施超载预压加固，超载部分就由真空荷载来代替，该荷载施加方便、迅速、其最大荷载可达80一90kPa相当于4m一5m的填土荷载，大大超过路面荷载(一般不超过30kPa)和一般的超载(2m左右面填土)，这不仅实现了等载预压加固，而且还真正起到了超载预压加固的作用。3、主要达
5、到的指标形成一套有可操作性的真空联合30kpa堆载预压施工技术成果，总结出能指导实际施工的工法，并推广应用。为公司在以后的软土地基施工中积累经验。30二、工程概括双高公路起自青岛市城阳区内省道218白沙河大桥南岸，与仙山西路顺接，沿白沙河南岸展线，在白沙河治理工程的橡胶坝西侧跨越白沙河，路线转向西偏北，设大桥跨越白沙河、墨水河、洪江河，路线沿墨水河河口生态保护区、湿地体育公园北侧前行，设大桥跨越羊毛沟，与现有火炬大道顺接，到达路线终点。路线全长7.565公里。下面以双高公路K7+200K7+300断面工程实例作具体分析对象，路基处理宽度约为50m。主要地质资料如下：亚粘土：（深度：01.3m）
6、黄褐色，软硬塑，含砂粒，韧性一般。淤泥质亚粘土：（深度：1.3m3.5m）灰色灰黑色，软塑。淤泥质亚粘土：（深度：3.5m4.8m）灰黑色，软塑流塑，有臭味。亚粘土：（深度：4.8m7m）灰褐色黄褐色，粘性中等，切面较光滑。表1 K7+200K7+300断面主要土工试验结果统计表取样深度含水率（%）比重液限塑限塑性指数液性指数土样分类0.8m32.62.7439.022.916.10.60低液限粘土1.8m34.42.7336.321.714.60.87低液限粘土2.8m352.7233.820.613.21.09低液限粘土3.8m23.52.7233.220.412.80.24低液限粘土4.
7、8m25.62.7334.821.013.80.33低液限粘土三、国内外情况真空排水预压法加固软土地基的基本原理，最早由瑞典皇家地质学院的杰尔曼教授（W.Kjellman）于1952年提出。但是多年来由于施工工艺方面的困难，主要是抽气设备、密封材料、垂直排水通道、打设技术等方面的原因，这一技术的发展相当缓慢，没有得到大规模的生产应用，理论提出后很长一段时间仅仅在少量几个工程中被采用。1958年美国费城机场曾用真空井点降水与排水砂井相结合，解决了飞机跑道的扩建工程。加固区面积近14万平方米，有763m长，183m宽。被加固的土层为4.66.1m厚的粘质和粉质粘土和位于该层上面的刚吹填不久的厚度为
8、1.53,0m的沉积粘土和淤泥，粉质粘土中夹有薄的、不连续扁豆形细砂层，再往下是粗砂和砂砾层。加固区内打设595口排水砂井，在加固区四周打设15口真空深井，井深21.3m，每一深井安装一台立式涡轮真空泵。深井用来形成负压源，所用的抽气设备是深井立式涡轮真空泵，用膨润土将管口密封，各井出口处都由管道相连，整个地区真空度在达到380mm汞柱（约50kPa）后，继续恒压18天后停止抽气，加固达到了预期的目的。本项工程最大的特点就是充分利用地层的特点，将负压源设在地下，充分利用不连续扁豆形细砂层和粗砂与砂砾层作为传递真空度的水平通道，将真空度传递到排水砂井周围的土层中，从而向砂井周围的土体扩散，使土体
9、产生固结。解决了负压源设在地表而表层大面积密封的困难。这是一次成功的实践，然而抽真空设备的效率和深井井口的密封应该说还是不够理想的。日本横滨市武丰火力发电厂运用该法加固地基时，真空度也只达到405mm汞柱，一旦停泵l0min，真空度便降至80100mm汞柱。看来地表密封还是达不到实用的要求。20世纪70年代日本东北地区新干线在第七号谷地的泥炭土和混有有机物的淤泥土地区，在采用真空排水预压法进行加固时，加固区内打设了垂直排水通道纸板，加固区四周打设钢板桩并施加了膨润土溶液进行密封，解决了漏气问题，使泵后真空度保持在700mm汞柱，最高达到720mm汞柱，膜下真空度仅达到478mm汞柱。经过21天
10、的抽气压载使加固区发生近83cm的沉降量，使地基土的无侧限抗压强度提高1倍多，加固取得了明显的效果。然而受纸板材料的影响，真空度沿纸板的传递衰减很大，离地面2m深处真空度就减小为膜下的五分之一。尽管如此，本项目的成功还是将真空排水预压法的加固技术向前大大推进了一步。到了1982年，日本大阪南港在第二阶段的加固工程中，采用袋装砂井或排水纸板作为垂直排水通道，采用抽真空与抽水相结合来降低水位的方法，加固第一阶段中几乎没有得到改善的上部2/3厚度的软弱吹填土，加固面积达到100万平方米，它也是通过密封管道将真空源置于被加固层下、运用潜水泵将水排出，在被加固的吹填土上回填58m厚的砂质土作为密封层（该
11、层本身就是地面高程所需要回填的），而抽气管口用粘土密封。这样，就因地制宜地解决了大面积场地的密封问题，把该项技术的应用推向一个新的阶段。在初期试验阶段真空度也仅仅达到430mm汞柱，在第一期加固工程中便达到500600mm汞柱。经过对泵设备的进一步改进，在第二期工程中管内真空度始终保持在630mm汞柱。我国开始研究此项加固技术还是较早的，1957年807部队和哈尔滨军事工程学院在室内和室外做过真空预压试验，王仁权就探讨过用真空预压法加固淤泥地基，1959年他们对淤泥地基加固的野外试验进行了总结；1959年天津大学开展了室内真空预压试验研究来探讨真空预压的规律性和效果，提出了“吹填土真空排水固结
12、试验研究”的报告；同年南京科学研究所在天津做了“电渗真空砂井联合作业法”的试验研究，于1960年提出“电渗排水加速海淤软土固结试验报告”；1960年同济大学和南京水利科学研究在上钢一厂做了小型现场试验，提出了“用真空预压法加固吹填土的试验小结”的报告，报告叙述说“地面上铺设了一层砂卵石，其上覆以一层不透气的材料（用的是厚度为2mm的橡胶布），用抽气机将砂卵石和砂井中的空气抽去以后，在一定范围内的土层中形成真空。试验时，抽气开始后，抽气机上的真空压力很快便达到了相当于0.9MPa的压力，覆盖层紧紧地被吸住了，贴在砂卵石上。用手指去掀它，简直像石头一样。这种现象表示大气压力似乎已经有效地利用了。但
13、奇怪的是地基始终没有显著的沉降发生，埋在地面下23m的标点几乎未见有沉降的迹象。”试验没有成功，大面积使用也就未能付诸实施。到了20世纪80年代，以交通部第一航务工程局为主，天津大学、南京水利科学院土工所参加的联合攻关小组，对该项加固技术又重新进行了探索、研究。经过几年的努力，一航局解决了关键的抽气设备，用射流泵代替了上述真空泵，很好地解决了气水分离问题，使抽真空的效率大大提高，膜下真空度稳定在530mm汞柱，最大可达到600mm汞柱，从而使该项加固技术的施工艺有了突破性地进展，使之能满足加固大面积软土地基的要求，并使相当的预压荷载达到80kPa。该法在天津新港经历了由探索试验（11m24m）
14、、中间试验（550m2，1250m2），最后到生产应用（3000m2/块）的过程，逐步走向完善成熟。与此同时，国内也有不少地方采用该法加固软土地基，并不断改进，使现行的施工工艺越来越完善。如福州市采用此法加固某软土地基，真空度达到640mm汞柱，相当预压荷载达到87kPa。1984年由南京水科院与江苏盐业公司基础工程处在连云港海滩共同进行了现场试验，当时进行的是生产性试验，试验后的场地即用作生产地基，其面积为4000m（50m80m），是当时国内单块面积最大的。经过共同努力取得了成功并在施工工艺上又有了一些改进，用此法还在连云港碱厂加固了近18万平方米地基，使这项加固技术有了新的提高。经过国内
15、外几十年来的不断探索和研究，使该法日臻完善，早已进入大面积应用、实施阶段，成为目前加固软土地基的一个行之有效的、常规实用的方法。近十多年来，在天津新港建设中、在浙江舟山市老塘山煤码头建造中、在汕头港和京珠高速公路等诸多工程项目建设中，都采用了真空排水预压法或真空排水预压与堆载预压相结合的方法加固了软土地基，为国民经济建设作出了贡献，并使该项加固技术水平走在了世界的前列。四、研究的主要过程（技术和手段、方法等）、真空联合30kpa堆载预压法的加固机理真空联合堆载预压法是在真空预压和堆载预压法基础上发展起来的，通过真空压力(负压) 和堆载(正压) 使土体中的孔隙水压力产生不平衡的水压力，孔隙水在这
16、种不平衡力的作用下通过竖向排水体逐渐排出，使土体产生固结变形，具有真空预压和堆载预压的双重加固效果。堆载过程中，地基土会发生侧向挤出变形，但在真空荷载作用下，地基产生侧向收缩变形，与堆载产生的侧向挤出变形相抵消； 另一方面真空荷载作用下地基土已发生固结，强度有所增长，可以使堆载速度很快而不发生失稳破坏。采用真空预压法加固地基时，抽真空之前，薄膜内外都受大气压力作用，土体孔隙中的气体与地下水面以上都是处于大气压力(P)状态；而抽真空之后，薄膜内砂垫层中的气体首先被抽出，其压力逐渐下降至P 1，薄膜内外形成一压力差(P ) ，使薄膜紧贴于砂垫层上，这个压差称为“真空度”，有P =P - P 1。砂
17、垫层中形成的真空度P，通过水平向排水体(砂垫层)、纵向排水体(塑料排水板或者砂井)逐渐向下延伸、扩展，引起整个加固区内的孔隙水压力降低，使形成的孔隙水压力小于原静水孔隙水压力，即静水孔隙水压力负向增长，形成负的超静孔隙水压力。根据太沙基有效应力原理有=+ u， 式中，为总应力；为有效应力；u 为孔隙水压力。在真空预压过程中，总应力保持不变。随着孔隙水的排出，孔隙水压力降低，地基的有效应力提高，因此，加固过程中降低的孔隙水压力就等于增加的有效应力，即R=-u。土体的强度的增长、压缩量的发生，都是以有效应力的变化为前提的，所以，加固区内的土体就是在有效应力增加的过程中得到加固的。从孔隙水的渗透过程
18、看，由达西定律有 v= k (h /L ) (1)式中，v 为孔隙水的渗透速度；k 为土的渗透系数；h 为水头差；L 为渗透距离。预压过程中产生的负的超静孔隙水压力使加固区内外产生水头差，使之形成渗流需要的水力梯度。从公式(4) 中得到土体中孔隙水的渗透速度v 与水力坡度(h /L )成正比，增加水头差h (通过抽真空)和减少排水距离L (通过塑料排水板等)，均可加速地基排水固结的进程。真空预压过程中的抽真空使加固区内超静孔隙水压力降低，促使地基土体产生排水固结，以达到最终加固地基的目的。堆载排水预压法是利用路基本身作为荷载，对被加固的地基进行预压，软土地基在此附加荷载的作用下，产生正的超静水
19、压力，在路基填筑及填筑完成以后，超静水压力慢慢消散，土体有效应力不断增长，土体产生固结，强度得到增长。、施工工艺与要点真空联合堆载预压法的加固施工1.铺设风化砂垫层场地排水场地整平铺设土工布 铺设风化砂垫层 铺设排水砂垫层场地排水，在路基两侧的位置,开挖纵向临时排水沟，特殊地段根据需要开挖横向排水沟，将路基范围内的积水引至公路用地外的低洼处或用水泵抽出，排入就近水渠，以保持施工现场整洁不积水。场地整平，排水结束后，根据设计施工图纸测放道路的中心线，并以道路的宽度和实测标高放出软基处理范围的边线，然后将路基用地范围内的坝梗、建筑物、有机物残渣等予以清除，并用推土机整平。铺设土工布，土工布采用人工
20、铺设，搭接宽度不小于30cm，缝合不小于5cm。控制要点：严把改善施工条件土工布、土工格栅的质量。 风化砂垫层，回填整平0.5米厚风化砂，在中、边桩处插竹竿，绑红布条标记。风化砂原材料要求：颗粒均匀、无大硬块。采用人员配合机械倒运并铺设整平，如果机械无法施工的区段，由人工倒运进行铺设，铺设完成后进行挖坑验收，合格后进入下一道工序。控制要点：厚度50cm，颗粒均匀、无大硬块。 控制要点：厚度50cm，颗粒均匀、无大硬块。排水砂垫层，采用人员配合机械倒运并铺设整平，如果机械无法施工的区段，由人工倒运进行铺设排水砂垫层。原材料要求：砂垫层的砂料为级配良好的中粗砂，含泥量小于3%，干密度大于1.5t/
21、m3，渗透系数不小于1*10-2cm/s。砂垫层铺设应达到以下施工技术要求：砂垫层铺设厚度满足设计要求的50cm，铺设应均匀，不得成堆，铺设后挖坑进行验收。控制要点：厚度50cm，中粗砂，含泥量小于3%，干密度大于1.5t/m3,渗透系数不小于1*10-2cm/s。2. 打设塑料排水板（1）塑料排水板采购与存放塑料排水板的型号应与设计要求一致，其外观质量与纵向通水量、复合体抗拉强度及延伸率、滤膜等效孔径等主要性能指标应满足设计和规范要求。塑料排水板应有出厂合格证和技术性能鉴定书（原件），其外包装应牢固、完好，并具有防紫外线辐射能力，进场后应对其进行抽样复试，合格后方可使用。塑料排水板的长期储存
22、应选择在库房或有良好遮盖保护条件的场地，并应避免撕裂、剥离、变质老化和混入杂质。塑料排水板在施工场地临时堆放时，应码放整齐、避免雨淋、防止日晒与损伤。（2）塑料排水板的施工塑料排水板的施工工序为：测量定位布设桩点桩机就位对准桩点下落桩管、启动振锤桩管沉入设计深度上拨桩管桩头露出砂面割带装带移机至下一桩位打设完成的排水板四周捣固密实反折埋设排水板桩头测放排水板桩位：根据各处理区域控制边界线，将各处理区域划分成易于施工的纵向60m100m小施工区，然后根据控制边界线和控制桩及设计施工图放测出排水板桩位，每个桩位处均设置竹钎作为标记，以便于施工。塑料排水板的打设采用套管式打设法，其打设范围及打设间距
23、应符合设计和规范要求，板位间距偏差应控制在50mm，打设过程中应随时注意控制套管垂直度，其偏差不得大于1.5%。塑料排水板的打设深度必须按设计要求严格控制（每30米一个打设深度），当发现地质情况变化而出现地层不留带，从而无法按设计要求打设时，应及时汇报，共同商定处理办法。当回带超过50cm重新进行复打。剪断塑料排水板时，其外露长度应保证满足设计要求的200mm。塑料排水板打设过程中应逐根进行自检，并按要求做好施工记录，当检查符合验收标准时方可移机，打设下一根，否则须在临近板位处补打。塑料排水板施工控制要点：打设深度，回带量不超过50cm，每排打设数量，板位间距偏差应控制在50mm，套管垂直度，
24、其偏差不得大于1.5%。3. 粘土帷幕桩施工（1）粘土帷幕密封墙的施工原则粘土帷幕是为了隔断透气、透水层，利于密封膜铺设。在地基处理区和非处理区之间存在着像粉砂层这样的透气透水层，这一土层将直接影响真空预压的加固效果，为了提高加固区的效果和工程质量，按设计要求在每个加固区的周边打设一道连续的粘土帷幕来切断透气透水层，从而保证加固区的密封性，确保预压区不透气透水 ，并为铺膜创造条件。（2）粘土帷幕密封墙的施工工序测量定位挖搅拌沟制浆输送泥浆搅拌下沉至确定的深度提升至拌和沟底重复搅拌下沉重复搅拌提升完成一个孔位的施工移机至下一孔位。沿真空预压边缘排水板向外挖一个搅拌沟槽，然后由制浆机配制泥浆，通过
25、泥浆泵将泥浆输送到深层搅拌机进行密封墙的施工，密封墙采用4搅2喷法施工。在打设前放样好每个桩位，严格按照桩位打设，在处理区域打设双排搅拌桩，桩径600mm，相邻两孔相交0.2m，形成厚度为1.0m的粘土帷幕密封墙，按实际深度进行帷幕密封墙施工。（3）技术指标设计要求的粘土帷幕密封墙渗透系数小于5*10-8cm/s，对其相应的施工泥浆技术要求：粘土含泥量大于90%。制造泥浆，首先将制浆机内泵入1 m3的水，再起动制浆机，然后慢慢将1.5 m3粘土倒入制浆机内，制成比重为1.4t/m3的泥浆，供施工中使用。严禁先加粘土后启动制浆机。（4）粘土帷幕密封墙施工采用双钻头拌和机,首先开启拌和机，拌和机下
26、钻入土层前就开始输送泥浆，每个孔均采用4搅2喷法施工，套管下转和升降速率为1m/min，相邻2个孔要求叠加0.2m。粘土帷幕桩施工控制要点：打入深度，帷幕桩的数量，下转和提升速度1m/min，喷浆时管道压力0.40.6Mpa，钻进、提升时管道压力0.2Mpa，泥浆比重1.4t/m3，粘土帷幕密封墙渗透系数小于5*10-8cm/s。 4. 布设滤管水平向的滤管、砂垫层和竖向的塑料排水板组成了一个立体的排水通道网络。滤管采用60mmPVC塑料软管，在地基加固区域内纵向按6m一挡进行布设，横向在路中线和两边线通长布设，形成闭合线路。滤管的埋设深度为50cm排水砂垫层的中间部位，确保排水通道畅通，滤管
27、周围必须填实，不能架空或漏填。滤管埋设控制要点：数量，真空度测头、射流泵布设位置，滤管埋设深度在砂垫层的中部。5.铺设密封膜在软基处理区周边开挖压膜沟，压膜沟的开挖应沿加固区域的边界进行，其深度应达到切断地下透水层，最浅进入不透水层顶面以下0.5m，内外坡平滑无砂料存在。打设密封墙的压膜沟上口宽2m，下口宽1m，沟深0.8m-1.2 m；处理区与区之间压膜沟上口宽1.6m，下口宽0.8m，沟深1.5m；其相邻区域压膜沟共用，四周压膜沟利用封闭墙施工开挖的搅拌沟。土工布和密封膜的铺设，压膜沟开挖后，先在沟底填0.3m厚粘土，然后在处理区铺设一层400g/m2的土工布，接着再铺设三层密封膜。密封膜
28、铺完后，再其上铺设一层土工布，最后在压膜沟内再填0.3m厚粘土，将铺好的土工布和膜边压住，人工踩压密实。压膜沟、砂垫层上铺土工布和密封膜施工控制要点：铺设宽度为软基处理宽度每边加4米，密封效果。6. 堆载施工 真空联合30kpa堆载预压施工中的堆载施工共分为2个阶段：密封膜顶50cm风化砂施工、剩余1.2米堆载施工。4.1.6.1 密封膜顶50cm风化砂施工（一）、施工准备1、排除软基处理区域膜上的积水，在压膜沟附近安装抽水泵，将膜上的积水排除到路基以外，杜绝膜上有积水现象。2、测量定位。软基处理区域的积水排除干净后，根据设计图纸坐标放样中线（用彩笔在密封膜上标示），放样出中线后用钢尺定出边线
29、（也用彩笔在膜上标示），测量放样时测量人员必须穿软底鞋，防止破坏密封膜完整性，影响真空系统，否则不允许进入膜上。（二）、施工工艺1、软基处理区域的真空度应在膜下真空度不低于650mm汞柱时，且保持稳后定方可堆载，具体的堆载时间以第三方检测的数据为准，并经现场监理工程师同意施工。2、达到设计图纸要求并进入恒载计时阶段以后，方可进行上部的堆载预压施工。在密封膜面上部铺设的一层土工布，作为密封膜的保护层，以利于上部堆载预压的施工。在膜上铺设的土工布只能缝合不允许绑扎，缝合宽度不小于5cm。3、堆载预压0.5米风化砂施工，堆载预压填料为风化砂，风化砂要求颗粒均匀，如果石块过多必须要过筛，不允许铺设的风
30、化砂有石块等坚硬物体，防止把密封膜刺破，影响真空系统。（1）、施工方案一：地势较低且膜上有积水时，铺设风化砂时在两侧压膜沟边上各让出0.5米的距离，用小自卸车将填料倒运进场铺设3米宽的上料道路（填筑材料为风化砂），人工配合施工整平，上料道路铺设完50cm厚风化砂后，用压路机进行静压，严禁压路机开启振动破坏密封膜的完整性，施工完一段车道后，再施工车道让出来0.5米宽的部分用粘土进行挡护，防止雨水冲刷风化砂，挡护的高度与风化砂的高度一致。然后从上料方向向路基中间施工剩下的部分，施工完一段整平一段、碾压一段。地势较高膜上无积水时，在我项目部施工便道侧直接采用小自卸车倒运填料铺设3米宽的简易上料道路（
31、填筑材料为风化砂），人工配合施工整平，上料道路铺设完50cm厚风化砂后，用压路机进行静压，严禁压路机开启振动破坏密封膜的完整性，施工完一段车道后，然后再通过上料道路向线路方向辐射填筑，这时可利用多条垂直线路方向的上料道路同时施工。（2）、施工方案二：直接用人工手推车进行填筑，施工方法和施工方案一中一样（分有水和无水时两种）。只是采用填筑运料方式不同。施工方法一能保证施工进度、质量，施工方法二施工进度较慢，能够保证施工质量。施工过程中射流泵和电缆随堆载高度的加高而上升，电缆线可用木桩在路基外侧架高，但不要影响填筑施工，也不要影响抽真空泵的工作。施工过程中要注意保护好检测单位预埋的设施，特别是堆载
32、时注意施工机械碰撞监测设施，如果出现损坏检测单位埋设设施时，必须第一时间通知监测单位并及时进行修复。第一层风化砂铺设完成后进行剩下的1.2米堆载，剩下部分1.2米的堆载施工同填筑路基施工，填料为土方或石方，每层虚铺填筑厚度土方不大于30cm，每层虚铺填筑厚度石方不大于50cm，填筑完成后并用压路机碾压，碾压完成后测量其标高，标高属于哪个区段压实度必须也要达到哪个区段的标准。堆载预压的高度以回填料的自然堆积密度与回填高度的乘积大于等于设计要求的30Kpa。堆载预压在加载过程中应控制加载速率，最大竖向变形量不超过10mm/天，边桩水平位移不超过4mm/天，填筑速率以水平位移控制为主，如超过此限应立
33、即停止填筑（以第三方检测数据为准）。最终的卸载标准为：恒载周期,真空预压恒载周期为90天，按实际沉降曲线推算的固结度大于90%；连续510天实际沉降速率不大于1.5mm/天（以第三方检测数据为准）。堆载完成后大面要平整，雨天不积水。（具体的施工顺序见附图）4.堆载预压剩下1.2米填筑施工 堆载剩余部分的施工等同正常路基施工。路基填筑土方时：（1）、路基土方填料按规范要求选用，严把填料质量关。不适合的填料如腐植土、树根、草皮、淤泥等弃于指定位置；路基填料如含水量超过最佳含水量时，进行晾晒处理。（2）、路基填筑采用水平分层填筑法施工，填筑时按照横断面全宽水平分层填筑，推土机摊铺，平地机整平，振动压
34、路机碾压密实。（3）、严格遵循“三阶段”、“四区段”、“八流程”的施工原则进行组织施工。三阶段为准备阶段、施工阶段、竣工阶段；四区段为填筑区、平整区、碾压区，检查区；八流程为施工准备、基底处理、分层填筑、摊铺整平、洒水或晾晒、机械碾压、检查签证、面层及坡面整修。（4）、分层填筑1、性质不同的填料，应水平分层填筑。同一水平层路基的全宽应采用同一种填料，不得混合填筑。每种填料层压实后的连续厚度不小于250mm，路堤填筑至路床顶面最后一层的压实厚度不小于100mm。2、路基填筑时逐层向上填筑；如原地面不平，应从最低处分层填起，采用“纵向分层填筑法” 逐层填压密实。3、填方分几个作业段施工时，接头部位
35、如不能交替填筑，则先填筑路段，应按1：1坡度分层留台阶；如能交替填筑，则应分层相互交替搭接，搭接长度不小于2米。（5）、摊铺整平填料摊铺平整采用推土机进行摊铺初平、再用平地机进行终平，先两侧后中间，达到路肩平直圆顺，层面平整，并将横坡做成2%4%的双向横坡，便于雨天排水。（6）、洒水及晾晒当填料含水量低于或超过最佳含水量时，要进行洒水或晾晒作业，洒水或晾晒作业在平整作业前或伴随平整作业进行，无论洒水或晾晒，最终使填料含水量保持在最佳含水量的2之间及规范要求范围内，填料达到最佳含水量后方可进行碾压。（7）、碾压成型填料摊铺完成后采用振动压路机碾压，遵循“先轻后重、先慢后快、路线合理、均匀压实”的
36、原则碾压。碾压设备应符合要求，宜选用不小于20吨的振动压路机。碾压时，横向接头轮迹重叠50cm，做到无漏压、无死角和碾压均匀；在直线段碾压顺序按照先边缘后中间，曲线碾压顺序为先内侧后外侧。碾压前向压路机司机进行技术交底，其内容包括碾压起讫桩号、压实顺序、压实遍数、压实速度等。（8）、填土路基的检测1、填土路基每层压实后应检测压实度，检验频率符合设计及规范要求。压实度检测采用灌沙法。2、压实度的要求，在路床顶面以下00.8m不得低于96%，路床顶面以下0.81.5m不得低于94%，路床顶面1.5m以下不得低于93%，。3、填土路堤还应检测路基纵断面高程、宽度、平整度、横坡、边坡等项目，其检测规定
37、值和频率应符合设计和规范要求。（9）、面层及坡面修整每层碾压完毕后，有坑凹的面层应修整平整，防止下雨积水，浸泡路基。填筑达到一定高度后，对路基边坡坡面应进行修整，采用挖掘机修整人工配合的形式，保证路基宽度和边坡坡率符合设计要求，路基边线直顺，坡面平顺、稳定，无亏坡，曲线圆滑。路基填筑石方时：（1）、填料里面岩石含量大于70%时，作为填石路堤施工。填石路堤施工顺序： 运料 堆料 分层摊铺 大粒径料破碎 人工局部找平 碾压 质量检查 对不合格路段进行整改 下一层施工(2)、填石路堤填料的规定：1膨胀岩石、易溶性岩石不宜直接用于路堤填筑，强风化石料、崩解性岩石和盐化岩石不得直接用于路堤填筑。2填石路
38、堤应将石块逐层水平填筑，分层厚度不宜大于500mm。石料强度不应小于15MPa，石块最大粒径不得超过压实厚度的2/3。路床底面以下40cm范围内，填料粒径应小于15cm。路床填料粒径应小于10cm。填石路堤最后一层铺筑层厚度小于40cm，粒径不大于10cm。（3）、填筑石料的开采与运输在石方开挖料场，合理选择爆破方案和参数，使爆破后的岩石粒径满足填料要求。在装料时将超过粒径限制的大粒径块石筛选到一边，集中进行二次爆破或破碎机破碎，直至满足填筑要求方可调运。（4）、填筑石料的填筑、摊铺和整平1填石路堤填筑时按照横断面全宽分成水平层次，逐层向上填筑。由最低处分层填起，每填一层经过压实后再填下一层。
39、填石路堤采用填筑预备料向前推摊整平的方法施工，即填料的堆料和摊铺同步进行，方法为：首先摊铺出一个工作面，随后填石料直接堆入在摊铺初平的表面上，由大功率推土机向前摊铺整平，形成新的工作面。自卸汽车在新的工作面上卸料，大功率推土机再向前摊铺整平。2硬质、中硬石料摊铺厚度在上路堤范围内每层不大于40cm，在下路堤范围内每层不大于50cm，软质石料摊铺厚度在上路堤范围内每层不大于30cm,在下路堤范围内每层不大于40cm。3填筑石料中，细粒径碎石或石屑料含量要符合规定要求。对细料明显偏少，影响压实的段落，在摊铺初平的填石料表面，铺洒一层碎石或石屑料，要保证碎石或石屑料填满表面大粒径料间缝隙。不同强度的
40、石料，应分别采用不同的填筑层厚。4填石路堤填料在摊铺过程中，应使填石料嵌锁紧密，严禁大粒径填料重叠堆放，同时，严禁用超粒径填料填筑。在填筑时，超粒径大颗粒填料需破碎，直到满足粒径要求。对破碎后的大粒径块石应人工摆平，在摆放过程中，大块石尽量贴近层底并大面向下，在同一位置大粒径块石不得重叠堆放，在整个工作面摊铺平整后，用人工对路基边缘部位进行整平。5摊铺平整的填石路堤，除平整度达到规定要求之外，填料表面要无明显的突出点，压路机在碾压时，压路机轮无明显的架空、扭曲现象，在上述现象明显时，重新对填料表面进行平整，直到满足要求方可压实。（5）、填石路堤的压实填石路堤摊铺整平完成后进行碾压。压实方法同填
41、土路基，先两侧后中间，压路机选用不小于20吨的压路机。碾压过程中应保证压路机轮无明显的架空、扭曲现象。每压实一遍后，应按规定要求，测量沉降量，直到压路机振压前、后两遍，沉降量不大于2mm且压路机无明显的轮迹为止。对于有明显空洞、孔隙的地方，先补充细料，再行碾压。对于碾压后仍有松动的块石，用合适粒径的小块石嵌实，并用手锤敲紧。（6）、填石路堤的检测1填石路堤每层都必须检测压实度，压实度的检测以设计及规范要求为准，采用沉降观测法检测。2沉降观测基准点可以是水准点也可以是路基外不受碾压振动影响的岩石点。3沉降量按每30m一个断面，每断面不少于2点均匀布置的频率检测。4沉降量观测点上可埋设小钢筋棍、沉
42、降板或小金属球等以不影响观测精度为原则。5检测时，沉降量按20吨以上压路机振压前、后遍标高差不大于2mm为合格。6填石路堤还应检测路基纵断面高程、宽度、平整度、横坡、边坡等项目，其检测规定值和频率应符合设计和规范要求。7填石路堤成型后，路堤表面应无明显孔洞；大粒径石料不松动，铁锹挖动困难；边坡密实，无明显孔洞、松动，坡面平顺。抽真空、堆载预压控制要点：膜下真空度不低于650mm汞柱时，且保持稳定方可堆载。堆载预压在加载过程中应控制加载速率，最大竖向沉降量不超过10mm/天，边桩水平位移不超过4mm/天，如超过此限应立即停止填筑，卸载标准为真空预压恒载周期为90天，固结度大于90%，连续510天
43、实际沉降速率不大于1.5mm/天 。 、施工现场检测检验真空联合堆载预压法加固软基的效果，判别地基稳定与否，监测地基不同深度土体的侧向变形发展情况，进一步研究真空联合堆载预压加固机理，在加固区内埋设了大量现场观测仪器设备，包括表面沉降板、孔隙水压力计和测斜孔等。 表面沉降分析 表面沉降观测是软基沉降分析的基础，其变化规律是控制施工进度和安排后期施工的最重要指标之一，也是加固效果最直接的反映。 图1根据观测资料进行分析，处于加固区边缘区的T5左和T5右点沉降量较小，截至10月12日，累计沉降量分别为112mm和100mm，而处于加固区中心的T4、T5中和T6点沉降量较大，累计沉降量分别为159m
44、m、150mm和156mm，呈现整体加固区的土体向场内收缩，对土体稳定有利，说明真空预压加固方法对加速土体沉降的效果十分显著；沉降速率方面，最大值为19mmd，发生在抽真空初期，真空联合堆载预压后期，平均沉降速率仅为0.2 mmd0.5 mmd说明土体沉降基本稳定。各沉降标的沉降见图1。从图1可以看出，在抽真空初期曲线较陡，而最后趋于平缓。即初期沉降速率较大，随时间的延长，沉降速率逐渐变缓，说明土体主固结变化速率是一个渐变收敛的过程。孔隙水压力分析 孔隙水压力是了解地基土体固结状态最直接的手段，根据孔隙水压力的变化规律，分析地基土体的固结机理，进一步研究真空预压法加固软基的机理和土体强度增长规
45、律，亦可判断被加固土体的加固效果。 双高路孔压变化曲线图双高公路K7+200K7+300断面共埋设三只孔压计，地面标高分别为0m、-2m和-4m，从图2可以看出，随着抽真空的开始，不同标高的孔压值均有所下降，孔压值在抽真空初期迅速下降，到8月10日以后，孔压趋于稳定，随着后期堆载的进行，孔压值会有所上升，再经历平稳期，然后再缓慢下降，直至最终固结稳定。 在真空预压过程中，由于有时下雨，大量的降水引起的水位差造成渗流，同时地下水位也发生了变化，是孔隙水压力上升的主要原因。 真空度观测 真空度达到设计要求是软基处理成功的重要保证，真空度的大小是真空预压施工是否成功的最直接的反映。7月26开始抽真空
46、，真空度持续上升较快，各真空表读数相当接近，表明膜下真空度均匀，即场地密封效果良好，8月10日真空度达到80kPa，往后除少数由于停电，真空泵停止运行造成真空度有所起伏外，真空度均能保持在80kPa以上，满足设计要求。 水平位移分析 从图3中可以看出，随着真空预压的进行，加固区两侧会有明显的收缩变形，这也是真空预压效果的反映，对保证加固区的稳定起着积极的作用，这一点也是真空预压相对于堆载预压优越性的体现。在抽真空初期，变形明显，然后日趋稳定。在堆载开始以后，水平位移会保持在原位，或有所反弹，但位移量很小。双高公路K7+200K7+300断面水平位移变化曲线图、预压效果总结通过表面沉降分析、孔隙水压力分析、真空度观测、水平位移等检测，软基处理六区软土地基经过真空联合30Kpa堆载预压施工方法处理，软基处理区域固结度大于90%；连续10天沉降速率不大于1.5mm/天。达到预期要求的固结度和处理效果。五、主要成果概述通过对真空联合30Kpa堆载预压施工方法的分析，真空联合30Kpa堆载预压在软土地基处理方面较其它处理方法有如下优点： 1. 沉降速率 真空联合堆载预压法具有真空预压和堆载预压的双重加固效果，加固效果明显，沉降速率较快，最大速率远远超过单纯堆载预压的沉