簡析市政工程軟基處理真空聯合堆載預壓施工技術

梁曉平

珠海市工程監理有限公司 519000

摘要：真空聯合堆載預壓法是軟土地基處理中一種實用、經濟、適應性廣的大面積軟基處理的有效方法，在市政道路軟土地基加固處理中具有廣闊的應用前景。為此，本文首先分析真空聯合堆載預壓加固路基的原理、施工工藝，然后結合工程實例對其加固效果進行前后對比，為該方法在市政道路工程的軟基處理中提供參考經驗。

關鍵詞：真空聯合堆載預壓法；市政工程；地基處理

真空預壓及真空——堆載聯合預壓法是加固軟土地基的有效方法，尤其是對于含水量大、壓縮性高、強度低、透水性差、埋藏深厚的軟黏土有著較好的處理效果，它能夠消除大部分的軟土主固結沉降，減少工后沉降，在一定程度上提高地基承載力。該方法已廣泛運用于海內外的軟土地基處理工程中，例如高速公路、機場、吹填造陸、電廠等。

真空-堆載聯合預壓法的核心包含三大系統：排水系統、加壓系統和密封系統。排水系統主要用于改變地基原有的排水邊界條件，增加孔隙水排出的通道，縮短排水距離，加速軟土的排水固結過程。而排水系統由水平排水系統和豎向排水系統構成。水平排水系統是由地表鋪設≥40cm～50cm厚的中粗砂排水砂墊層與砂墊層中鋪設的水平濾管共同組成的；豎向排水系統為打設的豎向塑料排水板或砂井；加壓系統即真空壓力和堆載壓力，它使土中的孔隙水產生壓差引起滲流而使土固結。密封系統即為防止漏氣的豎向密封墻和地面表層的密封膜。三大系統的正常協同工作，是真空-堆載聯合預壓法的成功的關鍵。本文將根據在市政道路某工程軟土地基的實際工程經驗，結合理論計算，對于排水系統和密封系統的關鍵技術的應用進行綜合分析。

1、工程概括

某道路工程全長7.65km，其中軟基處理長度6.5km，沿線軟土均分布在粉砂淤泥質海岸地貌內，地下水位埋深0.0m～4m，表層為黃褐色素填土，以粘性土為主，含沙礫，下為淤泥、淤泥質粘土。經設計方案比較確定采用真空聯合堆載預壓方式對軟土地基進行處理：地基處理深度大于8m時，有效抽真空時間為120d；地基處理深度小于8m時，有效抽真空時間為90d；路基填筑高度小于3m，堆載30Kpa；填筑高度大于3m，堆載40Kpa。

2、真空聯合堆載預壓原理

2.1塑料排水板堆載預壓是將帶狀塑料排水板用插板機將其插入軟弱土層中，組成垂直和水平排水體系，然后在地基表面堆載預壓（或真空預壓），土中孔隙水沿塑料板的溝槽上升溢出地面，從而可加速軟土地基的沉降過程，使地基得到壓密。

2.2真空預壓地基是以大氣壓力作為預壓荷載，它是先在需加固的軟土地基表面鋪設1層透水砂墊層或砂礫層，再在其上覆蓋一層不透氣的塑料薄膜或橡膠布，四周密封好與大氣隔絕，在砂墊層內埋設滲水管道，然后與真空泵連通進行抽氣，使透水材料保持較高的真空度，在土的孔隙水中產生負的孔隙水壓力，將土中孔隙水和空氣逐漸吸出，從而使土體固結。

2.3真空- 堆載聯合預壓方法綜合上述兩種施工方法，整合并同時進行。真空預壓期間，受真空預壓荷載的影響，加固土體產生側向收縮變形，而在堆載預壓期間，土體受堆載影響，加固土體產生側向擠出變形，上述兩種變形在施工過程中可相互抵消，從而可以使堆載的速度加快但不會使路基失穩。

2.4真空- 堆載聯合預壓方法的優點 ①縮短了固結時間；②土體側向變形很小，地基不會發生剪切破壞；③設備和工藝簡單。

通過抽氣和豎向排水體導水氣作用，使膜下土體與外部空氣形成壓差，把大氣壓作為荷載，并在真空預壓壓力穩定一段時間（連續 10d 膜下真空壓力達到80kPa）后分層加載土方，形成超載預壓，達到軟土固結目的。真空聯合堆載預壓可加快軟土固結，減少土方堆載和穩定邊坡作用。自重聯合真空預壓加固如圖 1所示。

圖1 真空預壓加固軟基示意

3、施工工藝

3.1 施工次序

清表后鋪設30cm砂礫墊層，打設塑料排水板，埋設觀測設備，鋪設排水濾管，挖密封溝，鋪設20cm砂礫墊層，再鋪設10cm細砂，其上鋪設一層無紡土工布，再設二層真空膜，封密封溝，安裝射流泵，連接管路，抽真空，觀測真空預壓（真空度≧80kPa）穩定10d左右，鋪設一層土工布，鋪設細砂和粘土，然后進行正常堆載。

3.2真空預壓施工工藝流程圖

3.3真空預壓管路布置

排水管道主管和支管及其管接均采用硬質 PVC管，在管壁按正三角形開孔，孔徑8mm，上下孔間距為40mm，打孔后外包250g/m2以上無紡土工布包裹。真空射流泵數量按約900m2～1200m 2 處理面積控制。

3.4排水系統施工

3.4.1水平排水系統（砂墊層）施工

（1）測量放線

按試驗段的幾何尺寸，由專業測量工程師用經緯儀和水準儀進行填砂范圍的測放，沿加固區中軸方向每 20m用木樁釘設標志并標示高程。

（2）膜下砂層攤鋪

分2層填筑，用推土機按一定方向將堆砂向前平推，結合人工將砂料攤鋪平整，最后人工修整作業面，并用輕型壓實機靜壓，使砂墊層平整度、鋪筑厚度、密實度均達到要求（下層30cm的砂墊層平整度可不作很高要求）。

（3）膜上砂層攤鋪

分1～2層填筑，膜上砂墊層中部設1層土工格柵，用機械倒運，人工攤鋪，保證砂墊層施工的平整度。

3.5塑料排水板施工

本工程塑料排水板采用正方形布置，間距0.9m，施工前應按設計要求用竹簽定出板位，履帶振動式插板機打設塑料排水板時嚴禁出現扭曲、斷裂和撕破膜等現象，排水板平面間距偏差小于50mm，垂直度≤1.5%，剪斷塑料排水板時，排水砂以上的外露長度應大于200mm，施工過程應仔細觀察排水板有無回帶現象，若回帶長度超過50cm，則在板位旁45cm處補打一根，且回帶根數不宜超過打設總根數的5%，塑料排水板嚴禁拼接使用。