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气压劈裂真空预压法加固软土地基设计方法
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李宝柱
【摘要】本文通过对影响气压劈裂的主要因素的理论分析，结合工程实际对比，探索气压劈裂完成后对软土地基加固的效果。
【关键词】真空预压、排水固结、气压劈裂、设计方法、渗透性
1引言
真空预压法作为一种近年来兴起的软土地基处理方法，在国内外得到了大力的推广应用。目前国内对于15m以内的软土处理技术已经比较成熟，如排水固结法、粉体喷射搅拌法、浆体深层搅拌法、真空预压法、真空联合堆载预压法等已经成功应用于工程实践，但是这些软基处理方法其加固深度有限，对于深厚软土加固效果较差，工后沉降难以满足工程要求。而且这些方法对软土地基的加固效果不理想，处理深度有限。针对上述问题，刘松玉在分析现有粉喷桩技术的基础上，提出了气压劈裂的概念，章定文等进行了气压劈裂的室内模型实验的理论分析，验证了这一新技术的可行性。
本文在回顾真空预压法的研究现状的基础上，结合某高速公路段工程提出气压劈裂真空预压法加固软土地基设计方法。基于常规真空预法的气压劈裂真空预压是在常规真空预压的基础上增加了一套气压劈裂系统，这套装置就是通过向土体注入高压气体来增加土层的裂隙，从而改变土体的渗透性。那么，气压劈裂系统的相关参数（喷气深度、喷气压力、喷气管布置方式、喷气管间距）能在多大程度上改变土层的裂隙进而改变其渗透性以及这些参数的确定方法，都是本文将要研究的内容。
2气压劈裂真空预压法设计方法
气压劈裂真空预压的设计，就是合理安排气压劈裂装置以及常规真空预压装置（排水系统和加压系统）关系的一个过程，使软弱土层的渗透性增大，从而使软弱地基在真空荷载的作用下发生排水固结、产生固结沉降，同时在这一过程中地基土的强度得到增长，以满足建筑物在使用期间地基变形和稳定性的要求；也可以缩短固结沉降发生的时间，以满足建筑物的施工工期的要求。
气压劈裂真空预压法相对常规真空预压法设计内容增加的一部分内容。气压劈裂真空预压法的设计内容详见表2-1。
2.2气压劈裂裂隙对土体渗透性的影响
岩土体对气压劈裂的响应及气压劈裂裂隙的作用与岩土体的性质相关，对细粒土而言，气压劈裂形成的裂隙提供了排水或排气通道，缩短排水或排气距离，因此提高土体的渗透性；对粗粒土而言，其原有的渗透性较高，气压劈裂对其渗透性的提高幅度有限，但是气压劈裂能改善粗粒土层的通气条件；对于岩体而言，气压劈裂可以进一步扩展原生裂隙或形成新的裂隙，并清理原生裂隙中的填充物，提供良好的排水排气通道，提高其渗透性。
3工程实例
3.1工程概况
某高速公路施工标段CK0+810～CK0+849段落，采用气压劈裂真空预压；CK0+849～CK0+887为对比试验段，采用常规的真空预压法进行处理。CK0+810～CK0+849处理长宽分别为39m、40m，总面积1560m2，CK0+849～CK0+887处理长宽分别为38m、47m，总面积1786m2。
3.3施工工艺
1、平整场地，调拱（1%～2%）；
2、埋设沉降板、测斜管；
3、高压旋喷帷幕施工；
4、铺设砂垫层20cm（CK0+810～CK0+849）、15cm（CK0+849～CK0+887）；
5、打设塑料排水板。按正三角形布置，间距1.2m，板长23m，塑料排水板在砂垫层面上外露20cm；
6、打设喷气管，注气塑料管选用直径25.4mm，壁厚3mm，压力1MPa。按正三角形布置，间距4.8，管长14m、16m、18m、和20m，外露60cm；
7、埋设深层沉降仪、取土样、埋设水位管、孔隙水压力探头、真空度侧头、现场CPT试验等；
8、铺设真空管路和抽真空管路；
9、安装喷气设备，试喷、检查，进行抽真空前的气压劈裂试施工；
10、铺设剩余20cm、15cm砂垫层，在砂垫层顶部铺设一层无纺土工布；
11、挖密封沟、铺设封膜、回填密封沟、安装喷气和抽真空设备；
12、地表沉降标移至膜上，试抽气、检查、正式抽气和抽真空；
13、真空度达到80kpa负压，起算预压时间，达80kpa负压后7天进行联合堆载，堆载前在真空膜上铺一层无纺土工布。维持80kpa至满足卸载时要求的固结度条件为止。
14、根据监测数据进行加固后效果检验。
在气压劈裂真空预压区域（CK0+810～CK0+849），在抽真空前期时注气，注气压力位0.5MPa，注气的顺序为：深度为20m的注气管进行喷气，喷气时间为10min。然后开始抽真空，并将该区域的出水量与常规真空预压进行比较，同时对两个区域的真空度进行比较。在抽真空的后期，每一轮的喷气时间、时就间隔要根据现场测得监测结果，特别是砂垫层表面出气和出水情况、孔压变化和真空度等进行调整。
3.4测试结果
3.4.1实测沉降曲线
本试验段CK0+810～CK0+849为气压劈裂真空预压段，C
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