堆載預壓法是指在飽和軟土地基上施加荷載後，孔隙水被緩慢排出，孔隙體積隨之縮小，地基發生固結變形。同時隨著超靜水壓力逐漸消散，有效應力逐漸提高，地基土強度逐漸增長，達到預定標準後再卸載，使地基土壓實、沉降、固結的方法。
已在國內港口工程、工業與民用建築、機場跑道建設等地基處理工程中大量推廣使用, 取得了良好的加固效果與客觀的經濟效益, 並積累了大量的實踐經驗。
基本介紹
- 中文名：堆載預壓法
- 外文名：preloading
- 學科：土木工程
- 套用：港口工程、工業與民用建築
- 特點：使用材料、器具簡單
- 原理：土壤早預壓荷載作用下完成固結
基本介紹,原理,選擇依據,特點,工藝流程,質量控制,
基本介紹
地基在預壓荷載作用下排水固結，地基產生變形，地基強度得以提高，卸去預壓荷載後再建造建（構）築物，不僅地基承載力提高，而且施工後沉降小。
我國軟土地區分布較廣。其特點為: 含水量大、強度低、壓縮性大, 難以滿足工程建設的需要。但隨著國民經濟的發展, 許多工程項目不得不在軟土地基上施工。因此, 必須對其進行加固處理, 否則將引起大沉降甚至引起破壞。
在工程實踐中, 傳統且行之有效的軟土地基加固方法是堆載預壓法等。但由於堆載材料有時來源不足、運輸緊張、周轉困難等原因, 直接影響施工進度, 造成施工周期長、工程開銷大。為此, 國內外採用真空預壓法, 解決了堆載材料不足及施工周期長的問題, 但隨著加固要求的提高, 真空預壓法也不能滿足工程實踐的需求。因此, 就產生了真空聯合堆載預壓處理軟土地基的新方法。
堆載預壓法是由天津港灣工程研究所在國家“六五”攻關期間開發成功, 並於1985 年通過國家鑑定的軟土地基加固法。已在國內港口工程、工業與民用建築、機場跑道建設等地基處理工程中大量推廣使用, 取得了良好的加固效果與客觀的經濟效益, 並積累了大量的實踐經驗。目前該方法經十餘年的工程套用已趨成熟。
原理
堆載預壓法的目的是使地基在預壓荷載作用下基本完成固結, 然後卸去預壓荷載再建造建築物, 以消除基礎的部分固結沉降。具體做法是: 在地基土中打入砂井, 利用其作為排水通道, 縮短孔隙水排出的途徑。同時在砂井頂部鋪設砂墊層, 砂墊層上部載入, 以增加土中的附加應力。地基土在附加應力的作用下產生超靜水壓力, 並將水排出土體。使地基土提前固結, 以增加地基土的強度。在堆載作用下, 土的加固過程就是孔隙水壓力消散和有效應力增加的過程。用填土等外加荷載對地基進行預壓, 是通過增加總應力R, 並使孔隙水壓力μ消散來增加有效應力R′的方法。
選擇依據
堆載預壓法一般根據預壓目的選擇加壓方法：如果預壓是為了減小建築物的沉降，則應採用預先堆載加壓，使地基沉降產生在建造建築物之前；若預壓的目的主要是增加地基強度，則可用自重重加壓，即放慢施工速度或增加土的排水速率，使地基強度增長與建築物自重的增加相適應。
預壓的荷裁一般應等於設計的荷載，為了縮短工朗，也可大於設計荷載，此時稱為超載預壓，必需注意，任何時候預壓都不得使地基土發生破壞。
特點
1、優點
（1）使用材料、器具簡單；
（2）施工操作方便。
2、 缺點
（1）但堆載預壓需要一定的時間，適合工期要求不緊的項目；
（2）對於深厚的飽和軟土，排水固結所需要的時間很長，同時需要大量的堆載材料，在使用上會受限。
工藝流程
1、堆載預壓施工工藝流程見圖1。
2、操作要點
（1）施工準備
①預壓土：堆載預壓的土方選用附近取土場和路塹挖方棄土，預壓填料不得使用淤泥土或垃圾土。
②土工膜：土工膜採用100g/㎡規格，各項指標試驗檢查合格後方可使用。
（2）鋪設土工膜
鋪設土工膜的目的是為了利於預壓均勻、土方卸除，防止污染路基。
①準備一定數量的編織袋，並裝好1/3袋的砂，以用來壓土工膜。
②填築預壓土前，在預壓範圍鋪設土工膜，每隔3～5m設定砂袋壓住，防止風吹動土工膜，土工膜鋪設搭接長度不少於0.3m，橫向預留包裹預壓體部分。
③第一層預壓土採用小型機具攤鋪壓實，防止破壞土工膜。
（3）預壓土填築
①預壓土填築的填築斷面應根據設計要求進行填築。
②填料攤鋪時先用推土機初平，然後人工配合平地機精平，保證每一填層的平整度，攤平過程中用鐵鍬檢查松鋪厚度。
③堆載預壓荷載分級逐漸載入，確保每級荷載下地基的穩定性。填築完成後採用壓路機壓實，行與行之間輪跡重疊0.4m，相鄰兩區段縱向重疊2m，以保證無漏壓、無死角，確保碾壓的均勻性，壓實係數不小於0.89。
④待預壓荷載填築完成後，將土工膜回折於預壓土頂面每側寬度不小於3m，並用土壓好，防止預壓土流失，污染坡面。
⑤堆載施工允許偏差見下表。
項目 | 允許偏差 |
寬度 | ±50mm |
範圍 | ±100mm |
邊坡坡率 | ±0.5%設計值 |
（4）沉降觀測樁設定
①在預壓土填築過程中應加強路基變形與沉降觀測，確保路基填築過程中的穩定。
②每個觀測斷面，在路肩兩側各設定一處觀測樁，觀測樁露出地表，路基兩側坡腳外1m各埋設水平位移觀測樁一處，其埋設應牢固可靠，當變形過大時，應暫停載入，待變形穩定後，再繼續載入。
③在堆載預壓過程中，應及時接長觀測點。
（5）沉降觀測分析
①觀測點埋設要求
1）路堤
沿線路方向間隔50m布設一個觀測斷面，地基條件複雜、地形起伏較大時，25m布設一個斷面。堆載預壓地段每個路堤觀測斷面應布設一組組合式沉降板，即線上路中心布設一組，路基兩側路肩布設變形觀測樁，路基兩側坡腳外1m各埋設水平位移樁一處。
2）路橋過渡段
在路肩兩側各設定一處觀測樁，觀測樁露出地表，路基兩側坡腳外1m處各埋設水平位移觀測樁一處，其埋設應牢固可靠。
每個路橋過渡段設定3個觀測斷面，分別設定於與橋台連線處、距離橋台5～10m、20～30m處。
每個路基觀測斷面應布設一組組合式沉降板（線路中心線處）。
②觀測頻次及要求
1）成立專門的觀測小組，按照定人、定儀器、定測法的原則管理，測量精度達到二級水準測量標準，並定時覆核工作基點。
2）預壓土填築期間每天觀測一次，一周后按正常的預壓觀測頻次進行；當路堤中心地面沉降每晝夜大於1cm,、坡腳水平位移每晝夜大於0.5cm或沉降量突變時，應停止載入，分析原因，採取加固措施，並加密觀測兩次。
3）預壓土填築至設計高程後，前三個月內一周觀測一次，三個月後二周觀測一次，沉降和位移同步觀測，觀測期為6個月。
（6）預壓土卸載
1 預壓達到六個月時，由建設單位組織，根據沉降觀測數據進行工後沉降分析，結果滿足設計要求後，業主、設計、監理、施工單位共同確認後方可卸載。
2 卸載時分層進行卸載，卸載過程中不得損壞和污染已施工完成的路基。
質量控制
1、易出現的質量問題
（1）防排水設施不全，排水不暢，預壓土易被雨水浸泡。
（2）觀測不及時，數據不準確。
2、保證措施
（1）在填築預壓土之前，在基床底層頂面鋪設土工膜，隔離路基防止預壓土污染路基，預壓土頂面必須反包，確保路基邊坡不被污染。
（2）施工過程中，做好臨時防排水設施，防止雨水浸泡預壓土，頂部設定2%排水坡。
（3）做好工後沉降樁的保護，確保路基工後沉降觀測的及時和數據準確，為預壓土卸載提供合理的依據。
（4）充分保證預壓時間，在沉降觀測數據合格，通過沉降觀測結果評估後，方可卸載。
