砂垫层在真空预压软土地基处理中的作用VIP专享VIP免费

砂垫层在真空预压软土地基处理中的作用顾勇1，蔡建1,2，朱治1（1.中交上海航道勘察设计研究院有限公司，上海200120；2.上海航源港口工程质量检测有限公司，上海200120）摘要：分析吹填疏浚淤泥在真空预压软土地基处理中排水及荷载变化的过程，根据土的卸载抗剪强度的计算方法从理论上分析了无砂垫层真空预压、有砂垫层真空预压、无砂垫层真空预压后再设置砂垫层3种情况在地基处理后沿深度方向地基土抗剪强度的变化规律，发现砂垫层在真空预压软土地基处理中具有难以替代的重要作用。关键词：砂垫层；真空预压；土的卸载抗剪强度中图分类号：TU447文献标志码：A文章编号：1002-4972（2011）05-0127-05EffectofsandcushiononsoftsoilgroundtreatmentwithvacuumpreloadingmethodGUYong1,CAIJian1,2,ZHUZhi1(1．China’sTrafficShanghaiWaterwayEngineeringDesignandConsultingCo.,Ltd.,Shanghai200120,China;2．ShanghaiHangyuanHarborEngineeringQualityandTestCo.,Ltd.，Shanghai200092,China)Abstract:Thispaperanalyzestheprocessofdrainageandloadvariationofdredgedmudduringsoftgroundtreatmentbythevacuumpreloading,discussestheoreticallythevariationlawofground’sshearstrengthalongthedepthdirectionaftergroundtreatmentunderthethreeconditions:vacuumpreloadingwithnosandcushion;vacuumpreloadingwithsandcushion;layingsandcushionaftervacuumpreloadingwithnosandcushion.Itisfoundthatthesandcushionplaysanimportantroleintheprocessofsoftsoilgroundtreatmentwithvacuumpreloadingmethod.Keywords:sandcushion;vacuumpreloading;soilunloadinganti-shearingstrength2011年5月第5期总第453期May.2011No.5SerialNo.453水运工程Port&WaterwayEngineering收稿日期：2010-11-19作者简介：顾勇（1969—），男，高级工程师,从事港航工程专业设计研究工作。目前围海吹填成陆工程不断增多，许多工程常采用吹填砂成陆，然而由于地质土层的不均匀分布，在我国部分沿海地区缺少砂源，只能采用吹填疏浚淤泥成陆，吹填淤泥含水量大、压缩性高、承载力低，不能直接作为建筑物或堆场等场地使用，需采用真空预压等方法进行软土地基处理。传统的真空预压方法是在软土层表面铺设砂垫层，由于砂源紧张，部分科研、设计、施工单位进行技术开发，考虑采用无砂垫层的方法进行真空预压地基处理。笔者根据土体经加载固结再卸载后土的卸载抗剪强度的计算方法[1]，从理论上分析了无砂垫层真空预压、有砂垫层真空预压、无砂垫层真空预压地基处理后再设置砂垫层3种情况处理后沿深度方向地基抗剪强度的变化规律，最后结合工程实例进行试验验证。1有砂垫层与无砂垫层真空预压排水及荷载变化过程真空预压法加固地基最早是由瑞典皇家地质学院W.Kjellman教授在1952年提出的[2]。真空预压法现场试验是在加固的地基中打设垂直排水通道如砂井，地面铺设砂垫层，其上覆盖不透气的密封膜并将四周埋设至地下水位以下，然后经真空泵以及滤管进行抽真空，随着土中气和水的排出，地基被加固[3]，这就是常用的有砂垫层真空预压法地基处理方法。水运工程2011年无砂垫层真空预压法与有砂垫层真空预压法原理基本相似，不同的是将表层的砂垫层用一层透水的土工材料，如无纺布、土工格栅等代替。真空预压期间土体在总应力基本不变的条件下，孔隙水压力降低，有效应力增加。软土地基在大气压力作用下产生排水固结，土体的受力固结过程与土体加载固结过程类似，施工结束后停止抽真空，土体的受力过程类似于荷载卸载到零。2土的抗剪强度2.1土的固结抗剪强度线假设土体为正常固结土，是从未受到过周围固结压力的饱和正常固结试样，不具有强度[4]。抗剪强度线为通过坐标原点的直线，土的粘聚力为0，土的初始内摩擦角为φ0，加载固结时土的抗剪强度为：τ=σ′tanφ0（1）式中：τ为土的抗剪强度；σ′为土的有效应力；φ0为土的初始内摩擦角（土体在初始固结时抗剪强度线的倾角）。吹填后泥浆流动状土样不具有强度，真空预压期间土体固结的抗剪强度按式（1）的规律变化。2.2卸载后不同深度各点土的卸载抗剪强度线在真...