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真空预压和堆载预压的区别和比较

2022-06-22 11:50:30

预压法是一种基础处理方法,在建筑物施工前,对自然地基或各种排水体(如砂井、排水垫等)施加预压荷载(如桩荷载、真空预压或联合预压),从而提高地基土的强度。排水固结法是一种新的软基加固方法。该方法是利用天然地基土层本身的渗透性或地基中设置的垂直排水体,通过提前加载地表预压或利用建筑物(构筑物)的重量,逐渐排出土壤中的孔隙水,逐渐固结土壤,逐渐压实地基土,逐渐提高强度。由于其基础面积大、投资小、见效快、施工简单,广泛应用于高速公路、水利堤坝等建筑工程中。常用的两种方法是排水固结法中的堆压预压法和真空预压法。塑料排水板厂家从多个方面比较分析这两种不同的处理方法,包括加固机理、施工周期和加固效果。


堆载预压法的加固机理

堆载预压是在增加土体总压力的基础上,来增加土体的有效应力。以土料、砂料或路堤自身作为荷载,对被加固的路基进行预压。软土地基在此附加荷载作用下,产生正的超孔隙水压力。经过一段时间后,超孔水压逐渐消散,土壤中的有效应力不断增加,基础土固结,产生垂直变形,强度提高。塑料排水板采用堆载预压法加固软土基础,以缩短加固时间,加快固结过程。因此,堆载预压加固后的土壤强度得到了提高。


真空预压法的加固机理

真空预压机理真空预压和堆载预压均属于排水固结法。当真空预压时,我们在钢筋区域的地面上抽真空,导致负压,土壤孔压逐渐降低,降低的孔压转化为土壤的有效应力,这是真空预压固结土壤的基本原理。

在软基中设置垂直排水通道(砂井或塑料排水板等),然后在地面铺设一层砂垫层,然后覆盖一层不透气膜,在膜下抽真空,形成压差,称为真空,砂垫层形成的真空通过垂直排水通道向下传递,导致土壤孔隙水压降低,使土壤孔隙中的气水沿垂直排水通道渗流,将砂垫层泵出,达到排水固结的效果。

真空预压

适用条件的比较

堆载预压对所加固的土层没有特别的要求。真空预压要求在加固的土层范围内不能有足够的透水层(如砂层)。透水层的存在会影响密封效果,进而影响真空度和加固效果。因此,在决定采用真空预压处理方案之前,必须查明地质条件,确保加固范围内土层的密封。


由于有效应力变化情况不同,真空预压产生的土体变形情况不同于堆载预压。真空预压时,土体受到各向相等的固结压力发生固结并产生整体收缩现象,因而在发生沉降的同时也产生向里的水平位移。除了加固区中心表面以下的浅层土体单元外,堆压预压产生的固结压力是不等的。根据测量和计算结果,真空预压力的水平位移通常发生在加固区边缘的基础表面;水平位移不是在表面上,而是在表面以下的一定深度。真空预压时,周围土体由于产生收缩变形而开裂,裂缝一般平行于加固区的边线。堆载预压时,堆载区周围的土体由于侧向挤出而发生隆起变形。真空预压法垂直变形的情况下,真空预压法的加固效果要好于堆载预压法。


加载方式的比较

由于土壤在真空预压过程中不会产生剪应力,即使一次施加真空荷载,地基土也不会发生剪切损伤,从而缩短工期。而且在装载预压时,必须控制装载速率,使装载增加的速度与地基土强度增加的速度相适应。


施工工期和加固效果的比较

要控制堆压速率,进行分级加载,因为在堆压预压过程中土体容易发生失稳剪切破坏。而且真空预压过程中不会出现失稳的情况,不需要分级加载,所以在同等条件下,真空预压施工工期比堆压预压施工工期要短。


许多室内和现场试验表明,饱和软粘土剪应力的增加会导致剪切蠕动,导致强度衰减。在等向固结过程中,实现了真空预压法中土壤强度的增加。当抗剪强度增加时,不会伴随剪切应力的增加,因此不会产生剪切蠕动,也不会导致抗剪强度的衰减。相反,在相同的情况下,真空预压法处理的基础的抗剪强度增长率大于堆载排水预压法。在堆放预压法中,土壤向钢筋区外移动,而在真空预压法中,土壤向钢筋区移动。因此,当两者发生相同的垂直变形时,真空预压法加固的土壤密度较高。


堆载预压法是通过增加土体中的总应力来提高土中的孔隙水压力,等增加的孔隙水压力消散后才增加土体的有效应力,而真空预压法则是保持总应力不变,降低了孔隙水压力,一开始就增加了有效应力,从而很好地解决了路堤填土中工程进度与施工质量、安全之间的矛盾。在目前高速公路建设工期紧张的情况下,真空预压法能争取到较大的预压期,这对减小工后沉降是有益的。真空预压施工设备简单,节省成本,其显著的特点是不需要大量的装载材料,但客观环境影响真空度的提高和维护,难以有效控制。同时,预压值受到一定限制,深层软土处理效果较差。加固深软土地基时,纯堆载顶压处理比真空预压处理具有明显的优势。

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