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真空预压和堆载预压的异同比较和分析
一、 绪论
预压法是在建筑物建造前,对天然地基或对已设的各种排水体(如砂井和排水垫层等)的地基施加预压荷载(如堆载，真空预压或联合预压)，使土体固结沉降基本完成或完成大部分，从而提高地基土强度的一种地基处理方法。排水固结法是一种新兴的软基加固方法，此法是利用天然地基土层本身的透水性或设置在地基中的竖向排水体，通过预先在地表进行加载预压或利用建(构)筑物自身重量使土体中孔隙水逐渐排出，土体逐渐固结，地基土逐渐压密，强度逐步提高的方法。因其处理的地基面积大且兼有投资小、见效快、施工简单的特点，所以广泛应用于高速公路和水利堤坝等建筑工程中。排水固结法中的堆载预压法和真空预压法是常用的两种方法，本文将从加固的机理、侧向变形、施工工期和加固效果、应力变化多方面对这两种不同的处理方法进行比较和分析。
二、真空预压和堆载预压的机理分析
1、土体的假定
为了便于说明问题，对土作如下假定：
(1)土是弹性体；
(2)土是均质、各向同性且饱和；
(3)土的压缩完全由孔隙体积的减小引起，土粒和孔隙水是不可压缩的；
(4)堆载是一次瞬时施加。
2、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，超孔隙水压力逐渐消散，土中有效应力不断增长，地基土得以固结，产生垂直变形，同时强度也得到提高．用堆载预压法进行加固正常固结土地基的情形如图2所示，图中的塑料排水板是为了缩短加固时间、加快固结过程而设置
因此，经过堆载预压加固的土体强度得到了提高。
3. 真空预压机理
真空预压和堆载预压同属于排水固结法，真空预压时，我们在加固区的地面上抽真空造成负压，土体孔压逐渐降低，降低的孔压转变为土体的有效应力，这就是真空预压使土体产生固结的基本原理。 真空预压法早在1952年由瑞典土工研究所的Kjiellman教授提出：他阐述了在真空预压过程中孔隙水压力降低、有效应力增加的正确观点。在软基中设置竖向排水通道(砂井或塑料排水板等)然后在地面铺一层砂垫层，再在其上覆盖一层不透气的薄膜，在膜下抽真空，形成压力差，这个压力差称之为“真空度”，在砂垫层中形成的真空度通过垂直排水通道向下传递，从而引起土中孔隙水压力降低，使土体孔隙中的气和水沿着垂直排水通道渗流，最后汇至砂垫层被泵抽出，达到排水固结的效果，如图3所示：
在真空预压加固完成，土体固结完成后，相应的有效应力圆移到位置2处，从图4可知，加固后平均应力增大了，但应力圆的半径没有变化，这表明地基土的强度增大了，而剪应力却没增大，所以在加固过程中不会出现地基失稳的情形。当停止抽真空后，被加固的土体由正常固结状态变成超固结状态 ．士体中的强度沿超固结强度包络线返回到图4中的E点，E点比I)点具有更高的抗剪强度，因此，经过真空预压加固的土体强度得到了提高。
三、真空预压和堆载预压的异同比较和分析
1 机理过程的比较
从上述的比较可知，真空预压法和堆载预压法加固土体的固结过程相似，只是初始条件、边界条件不同。