堆載預(yù)壓法原理

堆載預(yù)壓法的目的是使地基在預(yù)壓荷載作用下基本完成固結(jié), 然后卸去預(yù)壓荷載再建造建筑物, 以消除基礎(chǔ)的部分固結(jié)沉降。具體做法是: 在地基土中打入砂井, 利用其作為排水通道, 縮短孔隙水排出的途徑。同時在砂井頂部鋪設(shè)砂墊層, 砂墊層上部加載, 以增加土中的附加應(yīng)力。地基土在附加應(yīng)力的作用下產(chǎn)生超靜水壓力, 并將水排出土體。使地基土提前固結(jié), 以增加地基土的強(qiáng)度。在堆載作用下, 土的加固過程就是孔隙水壓力消散和有效應(yīng)力增加的過程。用填土等外加荷載對地基進(jìn)行預(yù)壓, 是通過增加總應(yīng)力R, 并使孔隙水壓力μ消散來增加有效應(yīng)力R′的方法。

地基在預(yù)壓荷載作用下排水固結(jié)，地基產(chǎn)生變形，地基強(qiáng)度得以提高，卸去預(yù)壓荷載后再建造建（構(gòu)）筑物，不僅地基承載力提高，而且施工后沉降小 。

我國軟土地區(qū)分布較廣。其特點(diǎn)為: 含水量大、強(qiáng)度低、壓縮性大, 難以滿足工程建設(shè)的需要。但隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展, 許多工程項(xiàng)目不得不在軟土地基上施工。因此, 必須對其進(jìn)行加固處理, 否則將引起大沉降甚至引起破壞。

在工程實(shí)踐中, 傳統(tǒng)且行之有效的軟土地基加固方法是堆載預(yù)壓法等。但由于堆載材料有時來源不足、運(yùn)輸緊張、周轉(zhuǎn)困難等原因, 直接影響施工進(jìn)度, 造成施工周期長、工程開銷大。為此, 國內(nèi)外采用真空預(yù)壓法, 解決了堆載材料不足及施工周期長的問題, 但隨著加固要求的提高, 真空預(yù)壓法也不能滿足工程實(shí)踐的需求。因此, 就產(chǎn)生了真空聯(lián)合堆載預(yù)壓處理軟土地基的新方法。

堆載預(yù)壓法是由天津港灣工程研究所在國家“六五”攻關(guān)期間開發(fā)成功, 并于1985 年通過國家鑒定的軟土地基加固法。已在國內(nèi)港口工程、工業(yè)與民用建筑、機(jī)場跑道建設(shè)等地基處理工程中大量推廣使用, 取得了良好的加固效果與客觀的經(jīng)濟(jì)效益, 并積累了大量的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。目前該方法經(jīng)十余年的工程應(yīng)用已趨成熟。

堆載預(yù)壓法一般根據(jù)預(yù)壓目的選擇加壓方法：如果預(yù)壓是為了減小建筑物的沉降，則應(yīng)采用預(yù)先堆載加壓，使地基沉降產(chǎn)生在建造建筑物之前；若預(yù)壓的目的主要是增加地基強(qiáng)度，則可用自重重加壓，即放慢施工速度或增加土的排水速率，使地基強(qiáng)度增長與建筑物自重的增加相適應(yīng)。

預(yù)壓的荷裁一般應(yīng)等于設(shè)計(jì)的荷載，為了縮短工朗，也可大于設(shè)計(jì)荷載，此時稱為超載預(yù)壓，必需注意，任何時候預(yù)壓都不得使地基土發(fā)生破壞。

1、優(yōu)點(diǎn)

（1）使用材料、器具簡單；

（2）施工操作方便。

2、 缺點(diǎn)

（1）但堆載預(yù)壓需要一定的時間，適合工期要求不緊的項(xiàng)目；

（2）對于深厚的飽和軟土，排水固結(jié)所需要的時間很長，同時需要大量的堆載材料，在使用上會受限。

1、堆載預(yù)壓施工工藝流程見圖1。

2、操作要點(diǎn)

（1）施工準(zhǔn)備

①預(yù)壓土：堆載預(yù)壓的土方選用附近取土場和路塹挖方棄土，預(yù)壓填料不得使用淤泥土或垃圾土。

②土工膜：土工膜采用100g/㎡規(guī)格，各項(xiàng)指標(biāo)試驗(yàn)檢查合格后方可使用。

（2）鋪設(shè)土工膜

鋪設(shè)土工膜的目的是為了利于預(yù)壓均勻、土方卸除，防止污染路基。

①準(zhǔn)備一定數(shù)量的編織袋，并裝好1/3袋的砂，以用來壓土工膜。

②填筑預(yù)壓土前，在預(yù)壓范圍鋪設(shè)土工膜，每隔3～5m設(shè)置砂袋壓住，防止風(fēng)吹動土工膜，土工膜鋪設(shè)搭接長度不少于0.3m，橫向預(yù)留包裹預(yù)壓體部分。

③第一層預(yù)壓土采用小型機(jī)具攤鋪壓實(shí)，防止破壞土工膜。

（3）預(yù)壓土填筑

①預(yù)壓土填筑的填筑斷面應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)要求進(jìn)行填筑。

②填料攤鋪時先用推土機(jī)初平，然后人工配合平地機(jī)精平，保證每一填層的平整度，攤平過程中用鐵鍬檢查松鋪厚度。

③堆載預(yù)壓荷載分級逐漸加載，確保每級荷載下地基的穩(wěn)定性。填筑完成后采用壓路機(jī)壓實(shí)，行與行之間輪跡重疊0.4m，相鄰兩區(qū)段縱向重疊2m，以保證無漏壓、無死角，確保碾壓的均勻性，壓實(shí)系數(shù)不小于0.89。

④待預(yù)壓荷載填筑完成后，將土工膜回折于預(yù)壓土頂面每側(cè)寬度不小于3m，并用土壓好，防止預(yù)壓土流失，污染坡面。

⑤堆載施工允許偏差見下表。

（4）沉降觀測樁設(shè)置

①在預(yù)壓土填筑過程中應(yīng)加強(qiáng)路基變形與沉降觀測，確保路基填筑過程中的穩(wěn)定。

②每個觀測斷面，在路肩兩側(cè)各設(shè)置一處觀測樁，觀測樁露出地表，路基兩側(cè)坡腳外1m各埋設(shè)水平位移觀測樁一處，其埋設(shè)應(yīng)牢固可靠，當(dāng)變形過大時，應(yīng)暫停加載，待變形穩(wěn)定后，再繼續(xù)加載。

③在堆載預(yù)壓過程中，應(yīng)及時接長觀測點(diǎn)。

（5）沉降觀測分析

①觀測點(diǎn)埋設(shè)要求

1）路堤

沿線路方向間隔50m布設(shè)一個觀測斷面，地基條件復(fù)雜、地形起伏較大時，25m布設(shè)一個斷面。堆載預(yù)壓地段每個路堤觀測斷面應(yīng)布設(shè)一組組合式沉降板，即在線路中心布設(shè)一組，路基兩側(cè)路肩布設(shè)變形觀測樁，路基兩側(cè)坡腳外1m各埋設(shè)水平位移樁一處。

2）路橋過渡段

在路肩兩側(cè)各設(shè)置一處觀測樁，觀測樁露出地表，路基兩側(cè)坡腳外1m處各埋設(shè)水平位移觀測樁一處，其埋設(shè)應(yīng)牢固可靠。

每個路橋過渡段設(shè)置3個觀測斷面，分別設(shè)置于與橋臺連接處、距離橋臺5～10m、20～30m處。

每個路基觀測斷面應(yīng)布設(shè)一組組合式沉降板（線路中心線處）。

②觀測頻次及要求

1）成立專門的觀測小組，按照定人、定儀器、定測法的原則管理，測量精度達(dá)到二級水準(zhǔn)測量標(biāo)準(zhǔn)，并定時復(fù)核工作基點(diǎn)。

2）預(yù)壓土填筑期間每天觀測一次，一周后按正常的預(yù)壓觀測頻次進(jìn)行；當(dāng)路堤中心地面沉降每晝夜大于1cm,、坡腳水平位移每晝夜大于0.5cm或沉降量突變時，應(yīng)停止加載，分析原因，采取加固措施，并加密觀測兩次。

3）預(yù)壓土填筑至設(shè)計(jì)高程后，前三個月內(nèi)一周觀測一次，三個月后二周觀測一次，沉降和位移同步觀測，觀測期為6個月。

（6）預(yù)壓土卸載

1 預(yù)壓達(dá)到六個月時，由建設(shè)單位組織，根據(jù)沉降觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行工后沉降分析，結(jié)果滿足設(shè)計(jì)要求后，業(yè)主、設(shè)計(jì)、監(jiān)理、施工單位共同確認(rèn)后方可卸載。

2 卸載時分層進(jìn)行卸載，卸載過程中不得損壞和污染已施工完成的路基。

1、易出現(xiàn)的質(zhì)量問題

（1）防排水設(shè)施不全，排水不暢，預(yù)壓土易被雨水浸泡。

（2）觀測不及時，數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確。

2、保證措施

（1）在填筑預(yù)壓土之前，在基床底層頂面鋪設(shè)土工膜，隔離路基防止預(yù)壓土污染路基，預(yù)壓土頂面必須反包，確保路基邊坡不被污染。

（2）施工過程中，做好臨時防排水設(shè)施，防止雨水浸泡預(yù)壓土，頂部設(shè)置2%排水坡。

（3）做好工后沉降樁的保護(hù)，確保路基工后沉降觀測的及時和數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，為預(yù)壓土卸載提供合理的依據(jù)。

（4）充分保證預(yù)壓時間，在沉降觀測數(shù)據(jù)合格，通過沉降觀測結(jié)果評估后，方可卸載。 2100433B

在地基土中人工設(shè)置排水通道，利用形成通道 的材料使加速預(yù)壓后的土中孔隙水排出的排水固結(jié)法。多用于對沉降要求不高的建(構(gòu))筑物的地基加 固。中國在工業(yè)與民用建筑物的軟土地基處理中廣 泛應(yīng)用。根據(jù)人工排水通道的不同，分為砂井、袋裝 砂井或塑料排水帶堆載預(yù)壓法。砂井用沉管或水沖法成孔，灌注含泥量不大于3%的中、粗砂制成。井徑一般為30～40cm，井距不小于1.5m，長度取決于土層分布、附加應(yīng)力大小、壓縮層厚度和滑動面深度。砂井頂部設(shè)厚0.5～1.0m的排水砂墊層或連 通砂井的縱橫排水砂溝。它有兩種施工方式：一種 是在建造建(構(gòu))筑物前堆載(土、砂、石等)預(yù)壓，待 沉降基本完成后移出荷載再行建造；另一種是利用 建(構(gòu))筑物自身重量，或再加一些超載重量預(yù)壓。