1、文章編號：10007598(2003) 02030403堆載預(yù)壓法的現(xiàn)狀分析徐佳麗、王圣、傅伊達、吳聰驄（ 浙江大學(xué)城市學(xué)院、 ）摘 要：理論闡述堆載預(yù)壓法的概念、適用范圍、特點，并結(jié)合具體工程實例，通過分析實際施工方案，得出其結(jié)果分析，進而更為明確的了解堆載預(yù)壓法。關(guān) 鍵 詞：堆載預(yù)壓法；理論介紹；工程實例。中圖分類號：TU 443 文獻標識碼：AAnalysis of reactor preloading methodXu Jiali,Wang Sheng,Fu Yida,Wu Congcong( Zhejiang University City College, )Abstract: T

2、he theory explained the concept of preloading, the scope of application, features, combined with specific project examples, through the analysis of the actual construction program obtained the results of its analysis, and thus a clearer understanding of the heap preloading method.Key words: Preloadi

3、ng; theoretical introduction; engineering examples.1 堆載預(yù)壓法堆載預(yù)壓是軟土地基處理的方法之一。堆載預(yù)壓法即堆載預(yù)壓排水固結(jié)法。該方法通過在場地加載預(yù)壓，使土體中的孔隙水沿排水板排出，逐漸固結(jié)，地基發(fā)生沉降，同時強度逐步提高。1.1 適用范圍堆載預(yù)壓法對各類軟弱地基均有效。1.2 特點1.2.1 優(yōu)點 （1）使用材料、器具簡單；（2）施工操作方便；1.2.2 缺點（1）但堆載預(yù)壓需要一定的時間，適合工期要求不緊的項目；（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；2 工程實例2.1 實例新建南京

4、至杭州鐵路客運專線NHZQ-3標段中鐵十七局集團寧杭客運專線第一分項目部管段內(nèi)區(qū)間路基（湖州南站）堆載預(yù)壓情況統(tǒng)計見表1所示：表1 區(qū)間路基堆載預(yù)壓情況統(tǒng)計表Table 1 Interval embankment preloading Management Chart表1中的路基地段，地基處理分別采用CFG樁、管樁或挖除換填加固處理，路基本體、基床底層以下路堤和基床底層采用AB組填料填筑,基床表層采用級配碎石填筑。為解決地基與路基的不均勻沉降，上述路基采用堆載預(yù)壓方式處理，預(yù)壓期不少于6個月的觀測和調(diào)整期。DK183+309.6DK191+421.8段區(qū)間路基堆載預(yù)壓土采用 A、B組填料，填筑

5、要求及壓實標準應(yīng)符合相關(guān)要求，根據(jù)工后沉降觀測結(jié)果，分析和推算卸載時間。 2.1.1 施工準備 首先，測量放出路基底層上邊線，按照設(shè)計寬度，對其進行刷坡。保證路基寬度，定位出堆載預(yù)壓寬度；其次，為了保證路基預(yù)壓土填筑的線形，需要在兩側(cè)堆碼砂袋；另外，準備足夠數(shù)量的堆載預(yù)壓土。DK183+309.6DK191+421.8段區(qū)間路基受工期影響，運架梁車需從堆載預(yù)壓土上通過，采用AB組填料進行堆載預(yù)壓，其余區(qū)間路基采用隧道棄碴進行堆載預(yù)壓。根據(jù)設(shè)計數(shù)量計算，加工足夠數(shù)量的AB組填料及儲備滿足堆載預(yù)壓土數(shù)量的隧道棄碴。 2.1.2 施工方案 （1）技術(shù)要求：路基堆載預(yù)壓是高速鐵路路基施工的一道重要工序

6、之一，位于軟土地基、土質(zhì)地基上的區(qū)間路堤均需要進行堆載預(yù)壓，時間不少于6個月的觀測和調(diào)整期，以控制工后沉降。無碴軌道正線工后沉降控制標準：一般不大于15mm，路橋交界差異沉降不大于5mm。站線工后沉降不大于20mm，道路及場坪工后沉降不大于15mm。堆載預(yù)壓荷載分級逐漸施加，確保每級荷載下地基的穩(wěn)定性。 2.1.3 堆載預(yù)壓 （1）鋪設(shè)土工布：當(dāng)路堤填筑至基床底層完成后，先在填筑面上鋪一層土工布（幅寬不小于2m），并考慮0.3m搭接，以防止預(yù)壓土污染路基，然后進 行預(yù)壓荷載填筑。預(yù)壓土填筑完成后，將土工布回折于預(yù)壓土頂面，每側(cè)寬度不小于2.5m，并用土壓好，防止預(yù)壓土流失，污染坡面。 （2）預(yù)

7、壓土填筑（A、B 組填料）1）工藝概述：自卸汽車運輸，按放樣寬度及松鋪厚度控制卸土量，檢查含水量，含水量適宜時推土機攤鋪初步整平，然后用平地機精平，松鋪厚度及平整度符合要求后用壓路機按規(guī)定碾壓； 2）卸料控制：按自卸汽車每車的方量和松鋪厚度計算每10延長米范圍內(nèi)的卸料車數(shù)，以達到控制松鋪厚度的目地； 3）攤鋪整平：首先檢查A、B組填料的含水量，當(dāng)填料含水量與其最佳含水量之差不超過2%時立即予以攤鋪整平，松鋪厚度不應(yīng)大于40cm。填料的攤鋪先用推土機初平，然后用平地機精平，保證每一填層的平整度及層厚的均勻，攤平過程中不斷用鐵鍬挖洞檢查松鋪厚度。 在相鄰兩區(qū)段上下兩層填筑接頭處須錯開不小于3m的距

8、離。在沉降觀測樁周圍1m范圍內(nèi)的路基采用人工填筑整平； 4）碾壓：攤鋪整平后，松鋪厚度、平整度和含水量符合要求即開始碾壓。本試驗段采用20T振動壓路機兩臺，兩臺壓路機以中線為界，各壓半輻路基寬度，分別記錄各自的碾壓遍數(shù)及碾壓速度。碾壓時采取從兩側(cè)向中心的順序，縱向進退式碾壓，行與行輪跡重疊0.4m，相鄰兩區(qū)段縱向重疊2.0m，以保證無漏壓、無死角，確保碾壓的均勻性。碾壓方法為：靜壓一遍，弱振碾壓一遍，強振碾壓36遍（同步檢測），弱振碾壓一遍，最后再靜壓一遍消除輪跡。碾壓行駛速度開始時用慢速（宜為2-3km/h），最大速度不超過4km/h ； 5）壓實檢測：在每一填層碾壓三遍后即用K30平板載荷

9、儀、Evd、核子密度濕度儀分別按檢測頻率檢測地基系數(shù) K30、動態(tài)變形模量Evd、孔隙率n。在使用核子密度濕度儀進行檢測的同時，采用灌砂法（或灌水法）進行平行對比試驗，以核準核子密度濕度儀的測試數(shù)據(jù)；2.1.4 預(yù)壓土卸載 （1）預(yù)壓達到三個月時，應(yīng)組織進行工后沉降預(yù)分析，利用回歸分析法預(yù)測卸載時間點，如不能滿足節(jié)點工期要求，應(yīng)及時調(diào)整預(yù)壓高度，進行動態(tài)設(shè)計，相關(guān)方案報監(jiān)理、設(shè)計單位確認后方可實施。 （2）預(yù)壓達到六個月時，由建設(shè)單位組織，根據(jù)沉降觀測數(shù)據(jù)進行工后沉降分析，結(jié)果滿足設(shè)計要求后，分層進行卸載，卸載過程中不得污染已施工完成的路 基。卸載完成后進行基床表層和軌道結(jié)構(gòu)施工。 2.1.5

10、 施工注意事項 （1）預(yù)壓土填筑橫斷面邊坡坡率為1：1；縱向邊坡坡率為1：1. 2。 （2）站場內(nèi)岔區(qū)正線路基的預(yù)壓必須連同側(cè)股范圍內(nèi)的路基一起進行，防止道岔范圍內(nèi)路基產(chǎn)生不均勻沉降而影響高速道岔安裝質(zhì)量。 （3）未經(jīng)設(shè)計書面同意，嚴禁擅自采用超載預(yù)壓方式代替（或減少）預(yù)壓時間。 （4）區(qū)間路基DK183+309.6DK191+421.81位于運架梁通道上，由于工期要求緊，在堆載預(yù)壓的過程中作為運架梁通道使用。區(qū)間路基DK183+309.6DK186+830（DK184+100DK184+300、DK186+200DK186+520兩段路基受改河施工影響采用邊架梁邊預(yù)壓施工方案）采用先預(yù)壓后架

11、梁施工方案；DK187+625DK187+896.5 、DK187+912.5DK187+993.22、DK189+707.18DK191+421.81采用邊架梁邊預(yù)壓施工方案。2.1.6 施工監(jiān)測 （1）基底沉降監(jiān)測：延用施工期的中心沉降板監(jiān)測系統(tǒng)。正線路基每100150m設(shè)一個監(jiān)測斷面，過渡段必須設(shè)置。隨著預(yù)壓土柱增高，測桿與套管相應(yīng)加高，填土、碾壓過程中采取圍護措施進行保護，測管出露預(yù)壓土頂面控制在20cm以內(nèi)，便于梁車運行，預(yù)壓卸載時分段拆除，觀測連續(xù)。 （2）路基面沉降監(jiān)測：在預(yù)壓土方底部（即基床底層頂面）布置臨時沉降板，埋置要求和構(gòu)造同正式中心沉降板，隨預(yù)壓土填筑而接高，位置盡量靠

12、近基底中心沉降板，便于集中進行觀測、管理、數(shù)據(jù)對比等。預(yù)壓卸載時分段拆除，觀測數(shù)據(jù)接入后續(xù)的正式路基面觀測樁。 （3）坡腳位移監(jiān)測：延用施工期的位移監(jiān)測系統(tǒng)。松軟土路堤在兩側(cè)坡腳外2m、10m處設(shè)位移觀測樁，沿縱向每50m設(shè)一個觀測斷面。采用直徑10cm的圓木包樁，埋入地面以下1m。 2.2 真空預(yù)壓及堆載預(yù)壓處理涵洞軟基的試驗研究 2.2.1 工程地質(zhì)概況廣(州)珠(海)準高速鐵路及珠海港支線穿越廣泛沉積第四系松軟地層的珠江三角洲平原地帶,全線軟土路堤長達50.3km。試驗路堤范圍選擇在DK122+366.02+690的直線地段,路堤長32.98 m,路基面寬12m,設(shè)計路堤高約6.4m(含

13、預(yù)壓土高1.4m)；地處三角平原地區(qū)，地形平坦 ,場地及周圍遍布漁塘、稻田。地質(zhì)縱斷面表明,地層土質(zhì)分布較均勻,層位穩(wěn)定。其地層上部為第四系近代濱海相特征顯著的海相混合沉積的松軟層,下部為寒武系八村群砂頁巖。 2.2.2 試驗概況 真空預(yù)壓加堆載預(yù)壓處理斷面位置為DK122+394+406 ,長12m,寬34m,采用塑料排水板排水,板長20m,間距110m,正三角形布置,埋設(shè)元件斷面軟土深3113m。以抽真空及215m的松砂(為1515kN/m3)堆載進行聯(lián)合預(yù)壓。并進行了地面沉降、深層沉降及真空壓力的觀測,為檢驗其加固效果,加固前后進行了取樣化驗和靜力觸探對比試驗。2.2.3 真空預(yù)壓及堆載

14、預(yù)壓結(jié)果分析 在真空預(yù)壓過程中,由于排水收縮而導(dǎo)致地基土體發(fā)生向內(nèi)的側(cè)向位移,從而引起膜周圍的土體產(chǎn)生向內(nèi)的拉伸牽引裂縫,為抵消向內(nèi)側(cè)向位移影響粉噴樁處理區(qū),在真空壓力達到穩(wěn)定值后立即進行了堆載聯(lián)合預(yù)壓。（1）沉降分析 圖1 沉降過程曲線Fig.1 The process of settlement curve 從圖1中可以看出,隨著真空壓力的增大,沉降也隨之增大,但沉降速率較小。當(dāng)堆載填砂215m(38175kPa)高時,地基產(chǎn)生了較大的瞬間沉降。預(yù)壓荷載穩(wěn)定后,沉降過程線呈典型的雙曲線形式。卸除預(yù)壓荷載后,沉降有所回彈,回彈值約為112cm。從圖1中也可知,深度約22m處的沉降幾乎一直為零

15、。半個月后約17m以下的沉降幾乎無變化,1317m處的磁環(huán)沉降亦增加很慢,說明這種處理方式對地基深處的處理效果并不理想。 經(jīng)計算在真空預(yù)壓及堆載預(yù)壓荷載下停止抽真空時(相當(dāng)于部分卸載時),地基土體的平均固結(jié)度為87.5 %,此時沉降曲線已經(jīng)比較平緩,土顆粒水中結(jié)合水的比例已經(jīng)比較大,這種水的排出比較緩慢,若延長預(yù)壓時間對提高固結(jié)度并無太大效果。真空聯(lián)合堆載預(yù)壓法達到87.5%固結(jié)度所需時間僅為80天左右,這比堆載法達到相同固結(jié)度所需時間大為縮短,且由于其負壓使水平向變形向著預(yù)壓區(qū),在地面沉降相同的情況下,真空預(yù)壓地基的固結(jié)度大于堆載預(yù)壓。因此,真空預(yù)壓法對使用荷載較小(90kPa)的軟土地基,

16、具有較好的適用性。 （2）與純堆載預(yù)壓處理的地基壓縮比較圖2 真空加堆載預(yù)壓與純堆載預(yù)壓處理的地基土體上下部分壓縮比值對比曲線Fig2. Vacuum plus heap contained the upper and lower part of the pre-pressure pure preloading deal with the foundation soil compression ratio of contrast curve(3) 地基土體加固前后物理力學(xué)性質(zhì)指標對比分析表2 加固前后物理力學(xué)性質(zhì)指標對比表Table2 Indicators of physical and me

17、chanical properties before and after comparison table in the reinforcement 從表2中可知,加固后天然含水量、天然孔隙比、液性指數(shù)下降了20%左右,壓縮系數(shù)下降了4217% ,壓縮模量提高的百分比為7017% ,各項性質(zhì)指標均得到了不同程度的改善。(4) 涵基的變形分析真空預(yù)壓停抽及堆砂卸除后,在DK122+400處現(xiàn)場澆筑了寬1.5m ,高2.0m的框架涵。1996年8月7日開始涵基段的路堤填筑,10月23日填至高4.98m。涵洞施工完成后在其內(nèi)部頂板設(shè)置了三個沉降觀測點,涵洞沉降觀測點布置示意見圖3,觀測結(jié)果見圖4。圖3 涵洞沉降測點布置示意圖Fig.3 Culvert sedimentation test point arrangement schematic圖4 涵洞沉降觀測曲線Fig.4 Culvert settlement observation curve 從圖4中可以看出,隨著填土高度的增加,沉降增大；填筑速率較快時,沉降增加加劇。至填筑完成時,涵基又產(chǎn)生了4916cm的沉降,此時沉降速率達1413 mm/d。這表明雖然經(jīng)過聯(lián)合預(yù)壓,但由于聯(lián)合預(yù)壓