青岛沿海深厚软土地区软基处理技术研究

青岛沿海深厚软土地区软基处理技术研究

江玉

青岛市公路工程处山东青岛266100

摘要：本文对滨海相软土特性进行了分析评价，优选了软基处理方案，确定了其指标控制；对软基路堤填筑、预压期、路面各结构层的铺设实施动态控制，并对软基处理方法的加固效果及适用性做出了评价，并验证了青岛地区使用真空-堆载联合预压法进行软基处理具有较大优势。

关键词：软基处理；有限元分析；真空-堆载联合预压法

1滨海地区软基工程地质条件

青岛沿海地区基岩埋深较浅，主要是强风化安山岩和强风化花岗岩。基岩以上存在的主要软土层为淤泥、淤泥质粉质粘土或粉质粘土及淤泥质粘土或粘土。参照《公路土工试验规程（JTGE40-2007）》的技术要求[1]，青岛沿海地区软土特性统计如表1：

表1青岛沿海地区软土特性统计

2真空-堆载联合预压沉降观测

地基处理对土体的加固主要是将土体内孔隙水压力释放或孔隙水排出，进而土体有效应力随之增加的过程[2]。真空-堆载联合预压利用真空泵的吸力促使加固区内孔隙内水压力降低，为了有效控制真空-堆载联合预压法的施工质量，根据工程现场的实际情况埋设实验仪器进行了监测[3]。本文通过与以往南方沿海软土地基真空-堆载联合预压监测对比，分析讨论了青岛沿海地区真空-堆载联合预压的特点及适应性。

2.1真空度变化特点

在加固区内密封效果良好的膜下真空度可在2-3天内达到80kPa，相较而言，南方沿海部分地区由于软土地基透水性较差，且软土厚度较大，抽真空可达到5-6个月。同时，由于青岛沿海地区软土地基具有基岩埋藏较浅、厚度小、渗透性大的特点，有助于软土地基的快速固结。

2.2地下水位变化特点

在抽真空过程中，通过检测预压区外的地下水位变化，发现加固区外地下水位皆出现迅速下降的现象，4、5天后即保持稳定，真空压力保持设计真空压力，两天后就能够达到最大水位下降深度，如图2所示。

图1真空-堆载联合预压区外地下水位变化过程线

2.3孔隙水压力消散规律

孔隙水压力监测是通过埋设与加固区地基内的孔隙水压力计来测量的[7]，由于青岛沿海地区土层渗透性较好，堆载期间产生的超孔隙水压力消散快，保证了有效应力的增长以及预压区稳定，可以在保证地基稳定的情况下，加快堆载速率，提前卸载。

沿海地区真空-堆载联合预压加固软土孔隙水压力在同一深度、同一时刻较南方软土大，且沿深度差异越来越明显，这种现象说明沿海地区孔隙水压力消散较快且消散量大，真空度沿深度传递较快且真空负压沿深度传递损失较小，有利于有效应力的快速增长，提高真空负压的加固效果。沿海地区真空-堆载联合预压负压传递效果好，有效应力增加速度快，负压加固效果好。

2.4位移发展规律

（1）深层水平位移变化特点

深层水平位移是通过在加固区外埋设深层水平位移管，然后把测斜杆伸入测斜管测量测得。由图3监测表明，由于侧向水平位移与堆载压力有关，沿海地区监测工程堆载均在2.5～4m之间，由于测斜管下部固定在基岩上，塑料管牵拉作用限制了侧向位移的发展。对于软土层厚度大于8m，堆载3～4m预压区侧向水平位移变化范围一般在130～160mm内，可知堆载压力对真空-堆载联合预压侧向水平位移影响较大。

图2不同工程真空-堆载联合预压深层水平位移曲线

（2）表面沉降发展规律

在预压初期沿海地区表面沉降累计沉降量较其它南方地区大，但由于后期堆载压力、软土厚度不同，南方软土沉降量逐渐增大。将实测结果与有限元计算的地表沉降量以及侧向水平位移对比如表2。

表2有限元计算与实测表面位移对比

由表3发现，有限元计算的地表沉降量以及侧向水平位移均比实测值大，这主要是由以下几个方面引起的：①模型未考虑真空压力沿深度损失；②土体力学参数选取存在误差；③模型边界以及荷载模拟与实际存在差异等造成的。虽然有限元模拟在垂直位移和水平位移存在差异，但该模型在位移发展规律上与实际变形一致，在允许精度范围内，验证了模拟的有效性。

（3）分层沉降发展规律

青岛沿海地区在初始抽真空过程以及堆载前产生的累计沉降约占卸载时最大沉降量的50～60%，而男方部分软土地等产生的累计沉降约占卸载时最大沉降的35～40%。沿海地区真空-堆载联合预压地基固结较南方沿海软土固结速度快，有效应力增长快，能够更快达到设计卸载要求。

3结论

通过以上分析可以得出如下结论：

1.沿海地区真空-堆载联合预压与南方真空-堆载联合预压地基变形有明显的不同，这种不同表现在真空度、孔隙水压力等监测数据变化规律上，青岛沿海地区真空-堆载联合预压膜下真空度较南方地区上升较快，孔隙水压力也较南方地区消散快，对于真空-堆载联合预压地基处理，沿海地区这些监测参数变化特点是有益于软土地基固结。

2.通过实测沉降数据推求固结度，沿海地区真空-堆载联合预压地基能够达到较快固结度的增长，达到90%用时约3个月，较地基十字板强度提高2至3倍。

参考文献：

[1]公路土工试验规程[S].中华人民共和国行业标准.JTGE40-2007，人民交通出版社，2007.

[2]张烽，李小青，周伟，等.真空堆载联合预压法在公路软基处理中的应用[J].土木工程与管理学报，2005（b05）：98-100.

[3]柴玉卿，张艳.真空堆载联合预压法处理公路软基的设计与施工[J].公路工程，2003，28（4）：87-89.