真空預壓技術在道路軟基處理中的應用

李 管

(廣州市建協建設有限公司)

真空預壓技術在道路軟基處理中的應用

李 管

(廣州市建協建設有限公司)

摘 要:真空預壓技術在道路軟基處理中有著廣闊的應用前景。主要從真空預壓的施工工藝及方法、密封膜鋪設、真空預壓加固效果分析及相關監測結論等方面對真空預壓技術在道路軟基處理的應用進行研究。

關鍵詞:真空預壓技術;道路軟基;加固效果分析;監測

1 施工工藝及方法

1.1 挖密封溝

真空預壓前提工作是先進行挖密封溝。在道路軟基加固范圍四周挖出一定深度的溝槽，這我們稱為密封溝。密封溝主要用于埋設密封膜，它的深度以進入不透水層頂面以下一米最為合適。挖密封溝施工量不大，但挖密封溝工作的細致度會影響到密封效果的好壞，因此要求嚴謹、細致，并嚴格進行密封溝的開挖工作。密封溝施工主要采用液壓反鏟的方法，結合人工配合進行開挖，并在密封膜鋪設完畢后，再采用淤泥或黏土進行密實回填。

1.2 埋設管路及膜下測頭

真空濾管多為采用質地較硬的透水管，一般不超過75 mm，常用的有硬聚氯乙烯或聚丙烯管。硬質透水管壁厚一般為3.0 mm，把透水管打孔加工后，用其包土工織物濾水管層，并進行結實捆扎，使其形成濾水層只透水汽而不透砂的效果。對于需要采用膠管連接的真空濾管，膠管要套入長度約為100 mm的濾管，用鉛絲進行綁扎，綁扎必須要緊實，同時綁扎鉛絲結頭必須朝下，避免扎破濾膜。濾管遇交叉情況，應該采用二通、三通或四通的連接方式，在道路軟基加固區的中間部位，濾管與濾管連接之間應采用四通管連接方式，旁邊濾管采用三通管連接方式，四個角濾管與濾管之間則采用二通管連接;為了預防軟基有嚴重的不均勻下沉，濾管與濾管連接之間及二通、三通、四通與濾管連接之間需要用橡膠波紋管進行連接時，膠管套入長度約為10 cm的濾管，當濾管連接完畢后埋入的砂中，砂的厚度約為20 cm，埋蓋好后上方再采用砂進行覆蓋，密實度應與沙層接近。在濾管角點和加固區中心安裝膜下真空度測頭，角點膜下真空度測頭要與加固區邊線保持5 m的距離，與真空濾管保持大于3 m的距離，真空度測頭與濾管之間嚴禁直接連接。

1.3 鋪設密封膜、出膜

在密封溝以及真空濾管工作都完成后，應先清除砂墊層表面處的雜物，并安排施工人員進行細平砂墊層，待真空表測頭及其他相關觀測儀器都填埋完畢后，安排施工人員進行鋪設密封膜。常用的密封膜一般為三層聚乙烯薄膜或是聚氯乙烯薄膜，嚴格要求密封膜質量，且要符合設計要求。密封膜在規定工廠熱合一次成型，如果需要現場粘結，要求搭接的寬度要大于2 m。真空膜要求分層鋪放，而且鋪放范圍是整個真空預壓區域，還要求四周加固，并且密封膜應該預留足夠的余量寬度，寬度一般預留3～5 m，在真空膜鋪設完成后將膜體周邊埋入密封溝內，并用淤泥、黏土填充密封溝且壓實。鋪設密封膜是道路軟基處理工程的關鍵工序，密封膜鋪設質量的好壞，直接影響加固效果，另外也是預防密封膜損壞的保證。

1.4 安裝射流泵、安放地表沉降標

真空預壓技術在道路軟基處理工程中，較多選用3BA-9型的射流泵，此類型射流泵功率為7.5 kW，真空壓力能達到0.095 kPa以上。射流泵安裝時要按其布設圖進行，而且必須確保位置準確，進行處要密封連接，安裝后實行調試，檢查安裝質量，為抽氣做好準備;在密封膜上放上沉降標底板，當地表出現下沉時，沉降標隨地表下沉，利用水準儀定期進行觀測，當埋設完畢后，隨即對桿頂初始高程進行測量;最后，接通抽真空設備。

1.5 抽真空及真空維持

第一，試行抽真空氣。對各種儀器進行調整，調為初讀數，調好后開泵進行抽真空氣，檢查密封膜上是否有漏洞，如發現漏洞，要采取相應措施進行修補，修補完成后采取向密封膜上覆水的方法，再次進行抽真空氣，此時密封膜下的真空程度的壓強到達630 mmHg，相當于80 kPa。

第二，進行正式抽真空氣。要求密封膜下真空程度壓強超過630 mmHg，也就是大于80 kPa，真空預壓恒載72 h后開始正式計算時間。真空預壓滿載開始計時后，要保證開泵率能夠達到設計要求。真空預壓滿載抽氣時間一般達到90 d。

第三，抽真空氣過程。在抽真空氣過程中，要保證射流泵運作，并確保其維持正常運轉，射流泵運轉過程中射流箱內循環水需要注意不斷補充，射流泵水泵以及電機要定期進行維修和保養工作，并要儲備一定數量的備用水泵以及電機，以作更換需要。

第四，真空預壓恒載后。抽氣過程中保證開泵率設計真空壓力，確保真空預壓達到設計要求的開泵率。

第五，真空預壓恒載，保證開泵率后就是進行排水工序。在進行真空預壓過程中，集中、有序的排水措施，能夠減少對周邊其他工程施工范圍的影響，造成負面結果，并且能夠保持現場施工環境，使施工程序有序進行。

第六，對真空預壓恒載過程中的沉降進行觀測。真空預壓恒載后，留意觀察高程控制網，并施工過程中及時觀察，并做好現場施工中的沉降觀測工序，在施工前每要求每隔1 d進行測讀一次，在施工后期要求每隔3 d進行測讀一次，射流泵上以及密封膜下，其真空程度每隔4 h需要測讀一次，并要求做好記錄工作。

1.6 真空預壓卸荷驗收

當滿足真空預壓條件下，如果整個真空預壓加固區在密封膜下，真空程度達到80 kPa的條件時，連續抽真空達到3個月，或固結度能夠滿足設計要求條件時，這時可以采取停機進行卸荷，并且進行工程的交工驗收工序。

2 真空預壓加固效果分析

2.1 分層沉降分析

下列圖1是實例中道路軟基加固工程2區真空預壓的分層沉降曲線圖，此圖能夠比較客觀地反映出真空預壓在道路軟基處理中的沉降趨勢。

根據圖1中2區真空預壓的分層沉降曲線圖，從真空預壓分層沉降的監測數據可見，各真空預壓加固區的沉降量為892～1 334 mm，卸載時，根據真空預壓分層沉降的監測數據推算得出的固結度為90.0% ～91.1%之間，并且卸載時各真空預壓加固區連續10 d，實測地表平均沉降速率小于每天2.0 mm，而且達到設計要求。

圖1 2區真空預壓的分層沉降曲線

2.2 孔隙水壓力分析

在抽真空氣過程中監測數據可知，由于真空度向下傳遞，導致土體孔隙水壓力呈下降趨勢，從圖2中2區孔隙水壓力的監測數據可看出，真空預壓過程中孔隙水壓力向深度方向傳遞十分明顯，而且孔隙水壓力消散情況也比較良好。

2.3 其他監測及結論

第一，根據施工工程監測的地表沉降數據，從分析中可得出，道路地基在施工過程中，出現了較大的沉降現象，實測地表總沉降在1 160～2 230 mm范圍內，并且連續10 d期間，地表沉降速小于每天2.0 mm，達到設計要求。

第二，根據真空預壓的實測分層沉降的監測數據表明，真空預壓過程中，土體的總壓縮量為892～1 334 mm，卸載時利用真空預壓的分層沉降數據，推算出道路地基的綜合固結度為90.0%～91.1%之間，并且在連續10 d中的沉降速率小于每天2.0 mm，也達到滿足設計要求。

第三，根據真空預壓的孔隙水壓力的監測結果表明，真空預壓加固過程中，道路地基能夠充分排水并且能夠形成固結狀態，卸載時根據真空預壓的孔隙水壓力的消散情況分析得出:道路地基的綜合固結度為85.7% ～90.4%之內。

圖2 2區孔隙水壓力曲線

第四，根據真空預壓加固前及加固后的取土試驗結果，在對比分析后表明，真空預壓加固過程中，道路地基土體的物理力學指標均能得到了良好改善效果，特別是在加固土層土性指標方面改善尤其明顯，而且起到了較好的加固效果。

第五，在真空預壓加固過程，通過加固前后對現場十字板剪切的試驗顯示，各真空預壓加固土層的抗剪強度大大提高，特別是主要加固土層的十字板抗剪強度提高最為顯著。

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中圖分類號:U416.1

C

1008-3383(2011)06-0118-01

收稿日期:2011-02-05