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淤泥类软土具有高含水量、高压缩性、低强度、低渗透性的特点,在武汉地区分布广泛。常规的堆载预压法难以满足当前施工对路基稳定、工期、成本和工后沉降控制的要求,制约着武汉城市道路建设的快速发展。为此,武汉新区建设者引进了一种常用于滨海地区软基处理的方法—真空联合堆载预压法。但就当前而已,该工法的设计和施工主要还是依据经验来实施的,对其理论的研究大为滞后于实践运用,加固机理中仍有许多方面尚不明确。且针对该工法各种计算理论的研究思路大多还是随从于堆载预压法,因此,这些理论仍需要在工程实践中加以修正和完善。
本文中,笔者立足于太沙基的有效应力原理,较详细地论述了堆载预压法、真空预压法及真空联合堆载预压法等各自不同的加固机理,阐明了在三种不同工法下软基强度增长的规律,对比分析了在不同工法下软基固结变形的异同点,并表明了真空联合堆载预压法在工程实践中所具有的多种优势。
对于武汉新区道路工程软基处理项目,文中就其工程概况、设计方案、监测方案都做了说明。根据工程实际中大量的原型监测数据,结合加固前后土工试验和各工点的原位试验成果,较全面地揭示了在真空联合堆载作用下不同介质中真空度的传递、分布规律,分析和总结了孔隙水压力、地下水位及竖向、水平向位移的变化和发展趋势;并且指出了影响孔隙水压力变化的因素,给出了真空度在塑料排水板中的衰减速率,明确地认为在加固场区内地下水位存在着两种渗流方式,同时对加固效果进行了系统的评价,肯定了该工法在武汉地区的适用性。
在该工法的设计理论计算中,最终沉降的修正系数在该地区尚属空白,需要在工程实践中加以积累、提取。本文在考虑真空传播损耗的情况下,结合设计荷载,利用分层总和法中的三种算法对主固结沉降分别进行了计算,说明了影响计算精度的相关因素。并与实测沉降值对比,表明e~p曲线法计算结果与实际沉降最为接近,给出了较符合实际的最终沉降计算的修正系数,同时指出了设计前对欠固结计算的必要性。
由于软土具有极其复杂的特性,现阶段存在着多种针对沉降计算的理论和方法,大多数受到地区差异的限制,难以直接采用。对于最终沉降的预估计算,本文详细介绍了立足于现场实测数据的三种常用算法,并针对典型断面分别进行了计算和对比分析,认为在该工法下,利用双曲线法对本地区预压荷载卸载前后阶段的最终沉降进行预估计算较为理想。
最后,本文综合实测数据,分析了影响固结度计算的各种相关因素,对现场同一工点的不同深度固结度计算公式进行了修正,并针对不同断面做了计算和比较验证,为本地区类似工程提供参考。