真空預(yù)壓法處理地基的原理及其工程應(yīng)用綜述

1、真空預(yù)壓法處理地基的原理真空預(yù)壓法處理地基的原理1.軟土的定義軟土的定義研究真空預(yù)壓法處理軟土地基的原理，首先應(yīng)該明白什么是軟土，軟土即為天然含水量大，壓縮性高，承載力和抗剪強(qiáng)度很低的成軟塑流塑狀態(tài)的粘性土。我國軟土分布廣泛，主要位于沿海平原地帶。2.軟土的工程性質(zhì)軟土的工程性質(zhì)①軟土的孔隙比和含水量：軟土的顆粒分散性高，聯(lián)結(jié)弱，孔隙比大，含水量高，孔隙比一般大于1，可高達(dá)5.8，如云南滇池淤泥，含水量大于液限達(dá)50%~70%，最大可達(dá)

2、300%。沉積年代久，埋深大的軟土，孔隙比和含水量降低。②軟土的透水性和壓縮性：軟土孔隙比大，孔隙細(xì)小，粘力親水性強(qiáng)，土中有機(jī)質(zhì)多，分解出的氣體封閉在空隙中，使土的透水性很差，滲透系數(shù)K106cms，荷載作用下排水不暢，固結(jié)慢，壓縮性高，壓縮系數(shù)a=0.7~20MPa1，壓縮模量Es為1~6MPa。軟土在建筑物荷載作用下容易發(fā)生不均勻下沉和大量沉降，而且下沉緩慢，完成下沉的時(shí)間很長。③軟土的強(qiáng)度：軟土強(qiáng)度低無側(cè)限抗壓強(qiáng)度在10~40kp

3、a之間，不排水直剪試驗(yàn)的Φ=2~5C=10~15kpa排水條件下Φ=10~15C=20kpa所以在確定軟土抗剪強(qiáng)度時(shí)，應(yīng)據(jù)建筑物加載情況選擇不同的實(shí)驗(yàn)方法。④軟土的觸變性：軟土受到震動(dòng)，顆粒連接破壞，土體強(qiáng)度降低，呈流動(dòng)狀態(tài)，觸變的機(jī)理吸附在土顆粒周圍的水分子的定向排列被破壞，土粒懸浮在水中，呈流動(dòng)狀態(tài)。當(dāng)震動(dòng)停止，土粒與水分子相互作用的定向排列恢復(fù)，土強(qiáng)度可慢慢恢復(fù)。軟土觸變用靈敏度St表示St=TfTfˊ式中Tf天然結(jié)構(gòu)的抗剪強(qiáng)度T

4、fˊ結(jié)構(gòu)擾動(dòng)后的抗剪強(qiáng)度St一般為3~4，個(gè)別達(dá)8~9，靈敏度愈大，強(qiáng)度降低愈明顯，造成的危害也愈大。3.真空預(yù)壓法加固軟土地基機(jī)理真空預(yù)壓法加固軟土地基機(jī)理真空預(yù)壓的加固機(jī)理是在外荷不變的情況下通過抽真空對加固區(qū)密膜下的土體施加流體壓力(負(fù)壓)并通過能夠傳遞流體壓力的孔隙介質(zhì)在較短的時(shí)間內(nèi)將其作用和影響由近及遠(yuǎn)地向距邊界較遠(yuǎn)的部位延伸逐步建立起新的動(dòng)平衡。在形成動(dòng)態(tài)平衡的過程中土體得到了較快的固結(jié)。即通過在軟土地基上鋪設(shè)砂墊層，并設(shè)置

5、豎向排水通道（砂石，熟料排水板），再在其上覆蓋不透氣的薄膜形成一密封層，然后用真空泵抽氣，排水通道保持較高的真空度，在土的孔隙水中產(chǎn)生負(fù)的孔隙水壓力，孔隙水逐漸被吸出，從而使土體達(dá)到固結(jié)。真空預(yù)壓中水平、向排水構(gòu)造不僅具有排水(氣)作用同時(shí)還起著傳遞真空壓力的作用。不同的孔隙質(zhì)(如砂墊層、砂井、塑料排水板等)具有不同的流體阻力真空壓力在傳遞過程中會(huì)有所損失。影響流體阻力的主要因素是孔隙介質(zhì)的滲透系數(shù)。據(jù)文獻(xiàn)[1]介紹于10m長的袋裝砂井

6、當(dāng)砂的滲透系數(shù)大于1.0102cms時(shí)其井阻影響很小。軟土的加固效果與其滲透系數(shù)和埋深有關(guān)。由于軟土的滲透系數(shù)一般都較小因其真空度的衰減也很快但人為設(shè)置的豎向排水通道同時(shí)也極大地縮短了滲透距離，改善了真空傳遞的條件。有關(guān)文獻(xiàn)[2]介紹在打設(shè)20m長的砂井范圍內(nèi)真空預(yù)壓均有加固效果。由于真空預(yù)壓產(chǎn)生的流體壓力是負(fù)壓它所引起地基土體的側(cè)向變位是向加固區(qū)內(nèi)收縮(與堆載預(yù)壓的方向相反)。因此一般不會(huì)產(chǎn)生路堤填筑過程中的穩(wěn)定問題不受填筑速率的控制