公路工程真空聯合堆載預壓施工技術的應用

牛 華 陳金濤

河南萬方交通工程有限公司

公路工程真空聯合堆載預壓施工技術的應用

牛 華 陳金濤

河南萬方交通工程有限公司

在公路工程施工中施工企業必須充分了解及掌握真空聯合堆載系統，對各環節質量嚴格把關，確保整體工程施工質量達到合格水平，并努力實現創優目標。為此，本文主要對真空聯合堆載預壓法概況、作用、施工工藝及質量控制進行了分析與探究。

公路工程；真空聯合堆載預壓技術

一、真空聯合堆載預壓法的概況

公路工程路基加固中預壓法應用的軟土路基主要是淤泥質粘土、淤泥與人工沖填土等。也就是在施工路基上，提前進行相應靜荷載的施加，當壓實路基土后，應將荷載去除，進而起到軟土路基承載力提升及降低沉降量的效果。目前常用的預壓法主要包括兩種：真空預壓法和堆載預壓法。真空聯合堆載預壓法就是在大氣壓力每平方10噸的情況下，堆載預壓施工中，借助大氣的壓力，將兩者之間的功能性進行最大限度的發揮，進而起到土體固結收縮速度加快的作用。

（1）排水系統。排水系統由砂墊層（橫向排水體）和豎向排水體（砂井）組成。砂墊層一般采用中粗砂，含泥量應小于5%，厚度40-70cm，表面宜鋪設平整。如果不采用真空預壓，砂墊層的邊緣必須出露以排出軟土釋放的水；對于真空聯合堆載預壓法，必須將砂墊層密封以保證不漏氣。

（2）真空系統。真空系統主要由密封膜、濾水管和真空泵組成。密封膜用于密閉砂墊層和淺層軟土，防止漏氣；濾水管成網絡狀態鋪設在砂墊層中，使抽真空形成的負壓在砂墊層和砂井中快速擴散，井將固結釋放的水輸送出去：濾水管與真空泵相連，真空泵連續抽水、抽氣，保證負壓的形成。真空系統可以在砂墊層中形成60kPa～80kPa的負壓。

（3）加壓系統。加壓系統實際就是填土堆載，分階段堆填到設計高度，井確保地基的穩定性。為了減少工后沉降，必要時可以實施超載預壓，預壓填土高度超出正常路堤高度，等地基沉降量達到要求后再卸荷。

二、公路工程施工中真空聯合堆載法的作用

1、提高加固效果

作為一種新型軟基處理技術，真空聯合堆載預壓法是真空預壓和堆載預壓技術的綜合，其具有這兩種預壓技術的特點及效果，主要應用于具有較大荷載及承載力要求的公路工程中，在工程效果加固中，其主要具有三個特點。

（1）固結速度。真空預壓階段，通過濾管、砂墊層及垂直排水通道真空度向上體內部逐漸傳遞，在壓差作用下土體孔隙水向外不斷排出，進而起到土體排水固結的作用。

（2）加固深度。孔隙水壓力深度的變化對加固深度起到決定性作用。選用真空聯合堆載預壓法進行軟基加固，造成孔隙水壓力改變的主要因素就是真空度。

（3）強度增加。軟基處理中選用真空聯合堆載預壓法進行加固施工時，當真空度達80kPa時，真空荷載與4米到5米高度的填上荷載一致，在預壓施工中真空聯合堆載預壓法具有較高的等效超載高度，又在快速固結及較高影響深度的作用下，極大地增強了其強度。

2、增強地基穩定性

在真空預壓的前提下真空聯合堆載預壓法必須進行堆荷外載的施加。在真空作用下將出現負壓狀態，促使土體出現向內收縮變形的情況，進而將因堆載引起的向外擠出變形進行有效抵消。

三、真空聯合堆載預壓法的施工工藝

隨著社會經濟的不斷發展，公路工程已經成為我國基礎建設中的一項重要建設項目，真空聯合堆載預壓技術作為公路工程軟基處理中的主要技術，其施工技術水平的高低直接關系著工程的整體質量。

1、將排水通道先設置在軟土地基上，遵循相應施工要求將砂墊層鋪設在其上部，隨后進行打袋裝砂井作業，其長度控制在淤泥層打穿為止，通常情況下間距要定為1.5米以內。

2、監測儀器埋設。嚴格按照施工現場實際路基情況，在試驗段進行兩個監測斷面的設置，并進行空隙水壓力儀、測斜儀、表面沉降板和真空度測定儀等儀器的埋設，對軟基加固施工前后應力、應變變化情況進行監測。

3、場地清理及排水管安裝。將砂墊層表面雜物清理干凈，將密封膜加鋪到其上面避免表面損壞情況的出現。隨后進行真空排水管道的安裝。如在高速公路施工中，因其路堤形狀主要為長條，要進行兩種排水管道的設置如主管和濾管。

4、將真空管路接入主管內，通過密封膜與射流泵進行有效連接，600平方米到800平方米的加固區內由一臺射流泵進行控制。管道連接過程中，必須確保其連接的穩固性及密封性。

5、鋪設管道施工結束后，要進行密封膜鋪設作業。應選用具有良好抗老化、高韌性及較強抗穿刺性、密封性等密封膜。隨后在加固區周圍進行密封溝的開挖，其深度控制在1.5米以上，并穿過淤泥層50厘米以上。

6、密封膜鋪設完成后，就要進行真空抽取作業，這個過程中要對漏氣情況進行隨時檢查，通常在地基、邊溝、薄膜及接頭等位置出現漏氣情況。一般情況下，膜內真空度要超過70kPa，必須在密封膜鋪設后7到10天的時間，這個過程結束后，需進行2到3天的穩定，之后在進行堆載施工。堆載施工前，應將一層防避免填土料將密封膜頂破的無紡布等織物加鋪在密封膜上，只有這樣才能提高施工的質量。

四、真空預壓質量控制

1、真空度測試。真空預壓正常階段就是密封膜下面真空度超過80kpa并穩定在這個范圍的情況下，如真空堆載預壓正常階段3個月后，連續5、6天加固區中心點沉降率的平均值都在2mm/d以下時，就能進行停機卸荷作業，并進行必要的驗收作業。

2、空隙水壓力測試。定時進行多次測試，一般情況下平均1天要進行2到3次的測量，進而對土體內空隙水壓力在抽填過程中的變化進行充分了解。

3、表面沉降觀測。表面沉降觀測要在袋裝砂井施工過程中級真空預壓后進行，以此對沉降速度、沉降總量等進行充分了解。

4、觀測側向位移。在真空預壓的作用下，促使路基中心有負壓區的出現，也就是說將圍壓施加在了土體上，這種情況下側向位移的位移趨勢主要是向路基中心逐漸移動。在填土施工中，側向位移可能向路基外移動，但此時其具有較小的位移量，并不會對路基的安全性造成極大的危害。

五、結束語

綜上所述，空聯合堆載預壓技術作為公路工程軟基處理的重要組成部分，其處理技術水平的高低將直接影響到公路工程的整體質量，為防止任何安全事故出現在路基施工施工中，相關部門及施工企業必須根據施工現場的具體情況及當地自然條件、地質等條件，提高其技術水平，規范施工工藝，只有這樣才能確保公路工程的整體質量。

［1］朱建才；真空聯合堆載預壓加固軟基機理及工藝研究［D］；浙江大學；2014年

［2］趙常洲；高速公路軟基真空—堆載聯合預壓加固機理及其數值模擬［D］；中國地質大學（北京）；2008年