劈裂真空法加固软土地基试验研究.pdf

第 34 卷 第 4 期 岩 土 工 程 学 报 Vol.34 No.4 2012 年 .4 月 Chinese Journal of Geotechnical Engineering Apr. 2012 劈裂真空法加固软土地基试验研究 刘松玉，韩文君，章定文，杜广印 东南大学岩土工程研究所，江苏 南京 210096 摘 要在分析常规真空预压法加固软土地基局限性的基础上，提出了劈裂真空法加固深厚软土地基新技术。介绍了 劈裂真空法的基本原理和施工工艺。依托江苏省江海高速公路软基处理项目进行了劈裂真空法与常规真空法加固软土 地基的对比试验段工程，对软基加固过程中的真空度、孔隙水压力、地表沉降、深层水平位移和地下水位等进行监测， 并通过加固前后现场 CPTU 原位测试、取样和室内土工试验等方法对加固效果对比分析。试验结果表明劈裂真空法 可以提高真空荷载向深层土体的传递效率，提高深部软土的加固效果，进而提高真空预压法的有效处理深度；同时劈 裂真空法还可以加速地基固结，缩短地基处理工期，有利于工后沉降的控制。试验工程表明，劈裂真空法是加固深厚 软土地基的有效方法，具有很好的工程应用前景。 关键词气压劈裂；真空预压；深厚软土；现场试验 中图分类号TU43 文献标识码A 文章编号1000–4548201204–0591–09 作者简介刘松玉 1963– ，男，教授，博士生导师，主要从事岩土工程的教学与科研工作。E-mail liusy。 Field pilot tests on combined of vacuum preloading and pneumatic fracturing for soft ground improvement LIU Song-yu, HAN Wen-jun, ZHANG Ding-wen, DU Guang-yin Institute of Geotechnical Engineering, Southeast University, Nanjing 210096, China Abstract To overcome the shortcomings of the traditional vacuum preloading , a new technique is proposed to combine the vacuum preloading with the pneumatic fracturing. This study presents the concept, mechanism, construction procedures and field validation of this new combined . Field pilot tests were conducted to compare the perances of the proposed new and the traditional vacuum preloading in a construction section of Jiangdu-Haian highway. The vacuum degrees, pore water pressures, surface settlements, deep horizontal displacements and groundwater levels were monitored during the field tests. The effectiveness of soft ground improvement is demonstrated by the comparison of CPTU tests and soil property tests before and after ground treatment. The test results show the improvement effects of the proposed are better than those of the traditional vacuum preloading by enhancing the vacuum transfer efficiency into the deep soil layers. The proposed raises the effective treatment depth of the vacuum preloading and reduces the preloading time of the vacuum loading. The combined of vacuum preloading and pneumatic fracturing can be widely used in the improvement practice of soft ground. Key words pneumatic fracturing; vacuum preloading; deep soft soil; field test 0 引 言 真空预压法是一种经济有效的软土地基处理技 术。该方法最早是由瑞典皇家地质学院杰尔曼教授 （W.Kjellman）于 1952 年首先提出[1]。早期由于受到 抽真空设备、密封材料、垂直排水体等关键技术的制 约，该法在一段时间内未能得到很好的应用[2]。20 世 纪 70 年代后， 随着上述关键技术难题的突破， 真空预 压法开始被广泛地应用于软基加固工程，取得了良好 的经济效益和社会效益。工程实践表明，真空预压法 具有造价低、易施工、荷载一次施加且无失稳问题， 加固效果明显等优势[2]。但是，采用真空预压法处理 地基也存在以下局限性 一是排水固结时间相对较长， 沉降速率难稳定，对深厚软土工后沉降难以估计等； 二是真空度沿深度衰减，对深厚软土地基加固效果不 理想，处理深度有限[3-4]。为解决这些问题，工程技术 人员将真空预压与其他地基加固技术联合使用，如真 空联合堆载预压法[5-8]、真空井点降水法[9]、真空电渗 ─────── 基金项目国家自然科学基金项目（50808046，51078083） ；江苏省交 通科研计划资助项目（08Y34） 收稿日期2011–03–17 592 岩 土 工 程 学 报 2012 年 法[10]、高真空击密法[11]等。虽然这些联合处理方法取 得了一些进展，但对于我国东南沿海工程建设中经常 遇到的深厚软土，这些技术仍然存在局限性，对深部 软土的处理效果欠佳，主要原因是真空度沿深度快速 衰减、深部土体固结速率慢和造价偏高等。 针对真空预压法的研究与应用现状，本文从加固 机理和施工工艺方面进行探索，提出了气压劈裂真空 预压法技术（以下简称“劈裂真空法” ） 。本文以江苏 省江海高速公路试验段工程为例，介绍劈裂真空法的 施工原理、施工工艺和加固效果等。 1 劈裂真空法技术原理 1.1 气压劈裂技术 气压劈裂是指岩土体在高压气体作用下产生裂隙 并发展的过程[12]。早在 20 世纪 80 年代，在环境工程 中就已采用气压劈裂技术在岩土体中形成裂隙，增加 流体的流动通道，提高低渗透性土体的渗透性能[12]。 在地基处理领域，国内外一些学者已经注意到工 程中的气压劈裂现象。Larsson 等[13]在石灰–水泥搅 拌桩施工过程中观测到了明显的气压劈裂现象，施工 过程中灰罐的压力为 350～500 kPa，在桩体周围存在 1～3 条辐射状的竖向裂隙，其宽度为 10 mm 左右， 长约 0.5 m；Johansson [14]曾报导在石灰桩施工时，当 喷粉气压为 420～450 kPa 时， 引起周围土体内部的最 大孔隙水压力会达到静水压力的 1.5 倍；Vriend[15]曾 测到在离粉喷桩 5.5 m 处施工时的最大超静孔压达到 120 kPa，粉喷桩施工最大影响距离能达到 14 m；吴 燕开[16]在粉喷桩室内模拟试验中也观测到了气压劈 裂现象；沈水龙[17]报道了深层搅拌桩施工时桩周土中 产生较大的超静孔隙水压力在土体中形成裂隙，超过 50％的超静孔压通过裂隙迅速消散；刘松玉[18]认识到 粉喷桩施工中的气压劈裂作用，并主动利用之，将其 转换为加快软土固结和消除施工残余气体的动力，并 发明了一种新的地基处理工法排水粉喷桩复合地 基工法（国家发明专利ZL03152854.6） ，该工法已经 在江苏省高速公路软土地基处理中得到了成功应用， 具有明显的经济效益和社会效益；章定文[19]进一步开 展了气压劈裂室内模型试验和理论分析，论证了气压 劈裂产生的裂隙能提供排水导气通道，加速土体的固 结速率，并初步建立了土体气压劈裂准则。因此，采 用气压劈裂技术可以在岩土体中形成裂隙，增加流体 的流动通道，缩短渗流路径，宏观表现为提高低渗透 性土体的渗透性。基于此，本文提出将气压劈裂技术 和传统真空预压法有机结合形成加固深厚软基的新方 法[20]。 1.2 劈裂真空法的基本原理与施工工艺 劈裂真空法加固软基的示意图如图 1 所示，即在 常规真空预压法的基础上增加气压劈裂系统。除了在 地表施加真空荷载外，还在土体内部间歇性施加高压 气体。当高压气体压力超过某一临界值以后，土体发 生劈裂，土体中产生大量裂隙，裂隙与预先打设的塑 料排水板组成有效的排水导气网络，一方面可以提高 真空荷载向深层土体的传递效率，有效克服真空荷载 随深度快速衰减的局限性；另一方面可提高深部土体 的渗透性、 加速深部超静孔压的消散， 加快土体固结， 以缩短预压时间和有效控制工后沉降。 图 1 气压劈裂真空法预压加固软土原理示意图 Fig. 1 Schematic diagram of combined of vacuum preloading and pneumatic fracturing for ground improvement 该工法的施工工艺如下①平整场地；②铺设砂 垫层；③打设塑料排水板和喷气管；④埋设现场监测 仪器等；⑤铺设喷气管路和抽真空管路；⑥安装喷气 设备，试喷、检查，进行抽真空前的气压劈裂试施工； ⑦铺设砂垫层、无纺土工布；⑧挖密封沟、铺密封膜、 回填密封沟、安装喷气和抽真空设备；⑨地表沉降标 移至膜上，试抽气、检查、正式喷气和抽真空；⑩真 空度稳定一段时间后，进行堆载或路堤填筑等其他项 目施工。 2 现场试验概况 2.1 试验工程场地 结合江苏省江海高速公路地基处理工程，选择 CK0810～CK0887 段进行了现场试验研究。根据现 场勘察，该段位于里下河沼积平原，场地典型 CPTU 测试曲线如图 2 所示。场地地层自上而下分述如下 ①层为素填土，灰色，松散，含较多植物根系， 层底埋深为 0.7～1.2 m。 ②-1 层为粉质黏土，灰色，软塑，中等压缩性， 含少量腐殖质，层底埋深为 4.0～4.4 m。 ②-2 层为黏土，灰色，软塑，高压缩性，含少量 第 4 期 刘松玉，等. 劈裂真空法加固软土地基试验研究 593 腐殖质，层底埋深为 6.5～7.0 m。 ③层为黏土，灰色，软塑硬塑，中等压缩性， 含少量灰兰色斑点，层底埋深为 9.3～9.9 m。 ④层为粉质砂土，灰兰灰色，夹亚黏土薄层，层 底埋深为 11.4～12.5 m。 ⑤层为淤泥质黏土，灰色，流塑，高孔隙比，高 压缩性， 含少量黑色有机质浸染， 层底埋深为 21～21.7 m。 ⑥层为黏土，灰绿色灰黄色，硬塑，中偏低压 缩性，含少量贝壳碎片及钙质结核，核径约 20 mm， 局部含少量有机质浸染，未揭穿。 试验段土层②-2 和土层⑤为软土层，其物理力学 指标见表 1。从表可以看到，土层②-2 和土层⑤为软 土，含水率高、孔隙比大、高压缩性、黏粒含量高、 强度低。其中⑤层软土位于地表下 12～22 m 左右， 其上覆有一层 2～3 m 厚的粉质砂土。 图 2 场地 CPTU 测试典型结果 Fig. 2 CPTU results at test site 表 1 试验段软土层物理力学指标 Table 1 Physical and mechanical parameters of soft soil 固结快剪 层 号 层厚 /m 重度 /kNm -3 含 水 率 /％ 孔 隙 比 液限 /％ 塑限 /％ cg/kPa g ϕ / 压缩 系数 /MPa -1 压缩 模量 /MPa 渗透 系数 /10 -7 cms-1 ②-2 2.13.0 18.8 32.2 0.95 38.8 20 16.3 14.7 0.55 3.552.99 ⑤ 8.510.3 18.0 41.5 1.15 40.8 23.5 12.9 2.4 0.76 2.851.19 2.2 试验段布置与试验内容 现 场 试 验 段 分 为 两 个 试 验 区 ， CK0810 ～ CK0849 段，为劈裂真空法处理段（以下简称劈裂真 空段） ，处理长度为 39 m，宽度为 40 m，总面积 1560 m2；CK0849～CK0887 为对比试验段，即常规真空 预压法处理段（以下简称常规真空段） ，处理长度为 38 m，宽度为 47 m，处理总面积 1786 m2，如图 3（a） 所示。 试验段塑料排水板按正三角形布置，间距 1.2 m， 排水板打设深度 23 m， 塑料排水板在砂垫层面上外露 30 cm。砂垫层厚度为 40 cm。劈裂真空法中的喷气管 按正三角形布置，间距 4.8 m，打设深度分别为 14， 16， 18 和 20 m， 外露 60 cm， 平面布置形式如图 3 （b） 所示。 图 3 现场试验段平面布置示意图 Fig. 3 Plan view of field test sections 图 4 喷气管路连接示意图 Fig. 4 Schematic diagram of gas pipeline connection 为了确保气压劈裂的效果， 将劈裂真空段分为四 个区域（如图 4 所示 A，B，C 和 D 区） ，每个区域有 4 个独立的系统，分别控制深度 14，16，18 和 20 m 的注气管。 在整个注气系统管路安装完毕后，要进行试喷， 检查注气系统是否有漏气现象。在确保没有漏气情况 下，进行气压劈裂。注气的施工顺序如图 5 所示，首 594 岩 土 工 程 学 报 2012 年 先对 A，B，C，D 4 个区域的深度为 20 m 的注气管 进行喷气，喷气时间为 30 min，注气压力为 0.5 MPa； 然后深度分别是 18，16，14 m；为了便于施工，喷气 时间和喷气压力都采用相同值。 注气劈裂时间为 2009 年 7 月 1 日至 2009 年 7 月 7 日。 图 5 注气施工顺序（1 d） Fig. 5 Sequence of gas injection 1 d 文献[19]提出了土体气压劈裂准则，通过理论计 算和现场单点劈裂试验结果表明，0.5 MPa 的注气压 力足以使 20 m 深度土体产生裂隙，而其它深度的土 层则所需劈裂压力要比 20 m 的小。文献[21]中室内模 型试验结果表明，注气劈裂时，喷气对喷气点上部土 体的影响比下部土体的要明显，因此选择从最深深度 的喷气点开始喷气。现场单点喷气试验表明，0.5 MPa 喷气压力作用下，气压劈裂的有效影响半径大于 2.5 m，综合考虑 PVD 的施工间距，本次试验段施工中喷 气管间距取 4.8 m。喷气深度根据现场软土层分布情 况确定。喷气压力和喷气管间距的理论确定方法将另 文详细介绍。 由于本场地中含有粉质砂土层，埋深约为 9.5～ 12.5 m。因此，在真空预压施工前，进行了隔离帷幕 施工。帷幕采用相互搭接的一排高压旋喷桩，其桩间 距为 0.4 m，桩径为 0.5 m，处理深度 8～14 m。相邻 桩相互搭接 10 cm。水泥用量为 180 kg/m，水灰比为 1.0，浆液比重为 1.50，注浆压力大于 20 MPa，提升 速度小于 15 cm/min。为了保证帷幕的质量，施工时， 在深度 8～14 m 范围内进行两次喷浆，即每提升喷浆 1.5 m，再复钻 1.5 m 后提升喷浆，每次水泥用量按 90 kg/m 控制。 高压旋喷桩施工完成后， 进行了质量检测， 检测结果符合设计要求。 为了分析劈裂真空法加固深厚软土地基处理的效 果，在试验段进行了以下项目的监测真空度、孔隙 水压力、地下水位、地表沉降和深层水平位移等。监 测仪器的布置如图 6 所示，其中孔隙水压力计埋设在 3 个排水板中心的地基土中不同深度处，测斜管中心 距离加固区边界 2.0 m。 图 6 施工监测元件平面布置示意图 Fig. 6 Arrangement of monitoring instruments 3 现场监测结果分析 3.1 荷载变化 本试验段预压荷载主要包括真空荷载和路堤自 身荷载两部分。常规真空段抽真空时间为 2009 年 7 月 1 日至 2010 年 1 月 20 日， 历时 203 d； 劈裂真空段 抽真空时间为 2009 年 7 月 7 日至 2010 年 1 月 6 日， 历时 183 d。两试验段的路堤开始填筑时间均为 2009 年 8 月 20 日。膜下真空度和路基填筑荷载如图 7，8 所示。 图 7 真空荷载施加曲线 Fig. 7 Curves of vacuum loading 由图 7 可知，劈裂真空法和常规真空预压法膜下 真空度都能迅速达到设计荷载 80 kPa，且保持较好的 稳定性。图 7 中真空度下降点为雨季暴雨导致现场停 电所致。劈裂真空段和常规真空段的真空荷载基本一 致。图 8 表明两个试验段的路堤荷载大小和加载速率 也基本相当，劈裂真空段的路堤高度略高于常规真空 段。 第 4 期 刘松玉，等. 劈裂真空法加固软土地基试验研究 595 图 8 路堤荷载施加曲线 Fig. 8 Curves of embankment loading 3.2 孔隙水压力 在劈裂真空段和常规真空段各埋设了一组孔隙水 压力计，埋设深度分别为 4，8，12，14，16，18 和 20 m。各孔隙水压力计测得的孔隙水压力随时间变化 如图 9 所示。 图 9 孔隙水压力随时间变化曲线 Fig. 9 Variation of pore water pressures with time 由图 9 可知 （1）抽真空初期，孔隙水压力下降迅速，随着真 空度稳定，各孔压计测得的孔隙水压力依次到达稳定 值。进行路堤填筑时，由于路堤荷载相当于堆载，因 此随着路堤的逐层填筑，孔隙水压发生波动，但是很 快消散，孔隙水压力总体有增加的趋势。 （2） 土体中的孔隙水压力与真空度密切相关， 但 是变化明显滞后于真空度变化。埋深较浅的孔隙水压 力计对真空度变化的反应快于埋深较深的孔压计。如 果膜下真空度变化时间较短，则对土体中孔隙水压力 的影响很小；但当膜下真空度变化时间较长，则土体 中孔隙水压力将出现较大波动。 为了分析气压劈裂对于真空度传递的影响，对 2009 年 7 月 1 日至 2009 年 8 月 20 日期间只有真空荷 载作用时各孔压计测的超静孔隙水压力进行分析，如 图 10，11 所示。 图 10 真空荷载作用下超静孔隙水压力变化 Fig. 10 Variation of excess pore pressures under vacuum pressure 由图 10 和图 11 可知 （1） 劈裂真空段各孔压计达到稳定值所需时间比 常规真空段的短；且随着深度的增大，两者的差异更 加显著。 图 11 真空荷载沿深部传递效果 Fig. 11 Delivery of vacuum pressure along depth （2）2009 年 7 月 1 日至 2009 年 8 月 20 日期间 仅有真空作用时，相同埋设深度，劈裂真空法中的超 静孔隙水压力大于常规真空预压法的，即前者的有效 应力增加值大于后者。 （3）劈裂真空预压段 8 m 深度处孔压变化幅值 596 岩 土 工 程 学 报 2012 年 大于 4 m 深度处，不符合一般真空预压荷载作用下真 空荷载的传递规律。可能是 8 m 深度处孔隙水压力计 埋设点存在局部薄砂土夹层所致，具体原因有待进一 步研究。 综上所述，劈裂真空段真空度的传递效率优于常 规真空段。这主要是因为气压劈裂向土体中喷入高压 气体，高压气体在土体中形成裂隙，劈裂为早期真空 荷载传递提高了通道。 3.3 地下水位变化 场地中的水位管位于加固区中心，场地外水位位 于加固区边缘外 2 m 处，测试结果如图 12 所示。 图 12 试验段不同位置的地下水位随时间变化曲线 Fig. 12 Variation of groundwater tables at two sites with time 由图 12 可知， （1） 加固区外地下水位变化较小， 且易受降雨影 响。在 7 月 20 日至 8 月 20 日期间，由于受梅雨天气 和台风影响，降雨量非常大，场地外围长时间处于淹 没状态，中途不间断排水，至 8 月 20 日基本排干，地 下水位开始下降。此后在 9 月中旬也有降雨使得场地 外的水位一度上升。 （2） 加固区内的水位变化大于加固区外， 且一直 呈下降趋势，这也说明止水帷幕对于透水层起到了良 好的隔离效果。 （3） 在加固初期， 劈裂真空段水位下降快于常规 真空段，后期两者变化几乎呈平行趋势。劈裂真空法 水位下降最大约为 2.5 m，常规真空预压法段水位下 降最大约为 2.0 m。地下水位下降将会导致土体有效 应力增加，从而产生地面沉降。两加固段地下水位变 化的差异与地表沉降差异是一致的。 3.4 地表沉降 地表沉降随时间变化规律是路堤控制施工进度和 安排后期施工的最重要指标，也是理论研究结果是否 正确的最直接检验标准和加固效果最直接的反映。加 固区沉降随时间变化如图 13 所示。 由图 13 可知 （1） 抽真空初期， 无论劈裂真空段还是常规真空 段，都发生较大的沉降，且随着预压时间的增长，地 基沉降速率逐渐变小。 图 13 表层沉降随时间变化曲线 Fig. 13 Variation of surface settlements with time （2） 对比劈裂真空段沉降曲线和常规真空段沉降 曲线可知，在抽真空初期，劈裂真空段地基沉降速率 高达 20 mm/d，而常规真空段地基沉降速率最高为 12 mm/d。 这说明劈裂真空法加固软土的固结速率明显快 于常规真空预压法。这主要是因为劈裂真空段裂隙与 排水板组成的排水导气网络为孔隙水的排出提供了良 好的通道，且劈裂真空段有效应力增加快于常规真空 段的缘故。 （3） 加固区沿道路纵向形成漏斗形状。 至真空卸 载时，劈裂真空段实测沉降为 521 mm，常规真空段 实测沉降为 463 mm，两者沉降的差异与前面超静孔 隙水压力变化规律相对应。根据双曲线法对实测沉降 曲线进行拟合，劈裂真空段工后沉降为 98 mm，常规 真空段工后沉降为 151 mm，由此可见劈裂真空法加 固软土地基沉降易于稳定，有利于工后沉降控制。 3.5 水平位移观 真空预压加固软基时， 被加固土体出现收缩变形， 将会对周围建筑物产生影响，因此对于土体水平位移 的监测将有利于新工法的应用。本文试验监测结果如 图 14 所示，监测得到的侧向位移均是向加固区内侧 的，为简化起见，本文中以加固区内侧的水平位移为 正值。 第 4 期 刘松玉，等. 劈裂真空法加固软土地基试验研究 597 图 14 水平位移随时间变化曲线 Fig. 14 Variation of lateral displacements with time 由图 14 可知 （1）实测得到的水平位移均不超过 80 mm，最 大水平位移均发生在地表；随着深度的增加，水平位 移减小；25 m 深度以下几乎无水平位移。 （2）在抽真空初期，土体水平位移速率较高，产 生的水平位移较大。当路堤填筑时，水平位移速率明 显降低。这说明路堤填筑可限制真空预压引起的侧向 变形。 （3）截止到 2010 年 1 月 6 日，劈裂真空段最大 水平位移为 66.6 mm，常规真空段最大水平位移为 77.3 mm。劈裂真空法引起的水平位移略小于常规真 空预压法。 （4） 对比两种方法引起的水平位移曲线可知， 抽 真空初期，劈裂真空法引起的水平位移速率高达 0.78 mm/d，但是速率降低很快；而常规真空法则为 0.70 mm/d，但是速率降低较慢。这可能是由于劈裂真空段 土体的有效应力增长速率快于常规真空段，前者土体 的强度增长速率快于后者；另外两块试验场地的宽度 差异也会引起侧向位移的差异。 4 加固效果分析 为了评价劈裂真空法的加固效果，对加固场地进 行了加固效果检测试验。主要进行了钻孔取样室内试 验和现场 CPTU 试验。 4.1 CPTU 测试 原位试验采用东南大学引进的 CPTU 设备。该设 备可获得多项原位测试参数，本文仅分析直接反映土 体强度变化的参数锥尖阻力和侧摩阻力的变化，试 验结果如图 15 所示。 由图 15 可知 （1） 加固后土体的锥尖阻力相对于加固前土体有 明显提高；对于深部土体，劈裂真空段增幅为 25～ 100，而常规真空段增幅为 0～25之间，明显小于 劈裂真空段。 （2） 加固后土体的侧摩阻力相对于加固前土体略 有减小。由侧摩阻力变化幅度曲线可知，劈裂真空法 处理段，侧摩阻力减小幅度小于常规真空预压法。 4.2 室内试验结果 真空荷载卸除之后，在试验段进行了钻孔取样和 室内试验，测试真空预压之后土体的各项参数，并与 加固前的土性参数进行对比，加固前后主要软土层的 主要物理力学指标变化情况如表 2 所示。由表 2 知 （1） 加固后土体的含水率比加固前的含水率有明 显减少；②-2 层，劈裂真空段降低 24.49，常规真空 段降低 15.66；⑤层，劈裂真空段降低 18.29，常 规真空段仅降低 8.02。 （2）加固后，土体的压缩模量增加，压缩性比加 固前降低；②-2 层，劈裂真空段土体压缩模量增加 34.93，常规真空段增加 23.38；⑤层，劈裂真空段 增加 66.32，常规真空段仅增加 37.04。 （3）加固土体强度得到了较大幅度的提高；②-2 层，劈裂真空段土体无侧限抗压强度增加 155.39， 常规真空段增加 103.9，差距达 50以上；⑤层，劈 裂真空段增加 180.70，常规真空段仅增加 33.60， 两者差距高达 150。 综上加固前后现场 CPTU 测试结果和室内土性试 验结果可知，劈裂真空段土体含水率、压缩模量、无 侧限抗压强度的改善幅度大于常规真空段，尤其深部 软土土层⑤更为明显。这证实了劈裂真空法具有提高 真空荷载的传递效率，加速土体固结速率，提高有效 应力的增长速率等技术优势，特别是对深层软土尤为 明显。因此劈裂真空预压法可以提高真空预压法加固 深部软土层的处理效果，进而增大真空预压法的有效 处理深度。 598 岩 土 工 程 学 报 2012 年 表 2 典型软土层加固前后土体参数对比 Table 2 Soil parameters before and after ground treatment 含水率 压缩模量/MPa 无侧限抗压强度/kPa 试验段 土层层 号 取样深度 /m 项目 值/ 减小幅度 / 值/MPa增加幅度/ 值/kPa 增加幅度/ 加固前 32.22 3.55 30.6 ②-2 6.06.5 加固后 24.33 24.49 4.79 34.93 78.15 155.39 加固前 41.50 2.85 25.90 劈裂真空法处理段 ⑤ 16.016.5 加固后 33.91 18.29 4.74 66.32 72.70 180.70 加固前 30.52 3.25 32.60 ②-2 6.06.5 加固后 25.74 15.66 4.01 23.38 66.47 103.90 加固前 41.15 2.97 29.70 常规真空法处理段 ⑤ 16.016.5 加固后 37.85 8.02 4.07 37.04 39.68 33.60 图 15 加固前后 CPTU 试验结果对比分析 Fig. 15 CPTU results at test sites before and after ground treatment 5 结 语 劈裂真空法加固软土地基，由于劈裂产生的裂隙 和竖向排水板组成的排水导气网络为真空荷载的传递 和超静孔隙水压力的消散提供了良好的排水导气通 道，因此可以加速地基固结，缩短真空预压时间，且 沉降易于稳定，有利于工后沉降控制。另一方面，由 于气压劈裂裂隙可提高真空荷载向深层土体的传递效 率，因而可以提高深层软土的加固效果，加大真空预 压法的有效处理深度。 本次试验对劈裂真空法的实际工程应用进行了探 索，尽管试验段限于场地条件不够典型，但试验结果 表明，该方法可以有效加固深厚软土，具有很好的工 程应用前景。 参考文献 [1] KJELLMAN W. 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