公路工程真空聯合堆載預壓技術的應用

1.姜紅宇 2.張海波

1、410721197602022513 2、410782198501010051

公路工程真空聯合堆載預壓技術的應用

1.姜紅宇 2.張海波

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隨著我國科學技術的不斷進步，真空聯合堆載預壓技術在公路工程軟基處理中得到了大量地應用。作為軟基施工的重要技術，其施工技術水平的高低將直接影響到工程施工的整體質量。本文主要對真空聯合堆載預壓法加固機理、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加固機理

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。用薄膜對需要加固的軟基進行密封及大氣隔離，并在射流泵的幫助下將其真空抽出，真空預壓加固過程具體來講也就是在不斷抽出地下水氣的同時，真空度不斷向加固土體內傳遞、擴散并在加固土體內形成一定真空負壓和負壓梯度的過程。

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。在真空預壓的前提下進行真空堆載和聯合預壓施工，這種情況下將不斷提升土體孔隙水的壓力；砂墊層及垂直排水通道在真空預壓的影響下將處于負壓狀態，此時將大大增加地基孔隙水的壓差，并加快了土體內水的排出速度及固結速度，提高加固效果。

（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。據相關數據顯示，真空度沿深度的衰減與堆載時總應力沿深度的衰減程度相比較低。基于此，與一般堆載預壓相比，真空聯合堆載預壓法的加固深度要多出許多。

（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。由此可見，將真空抽出出現負壓對穩定路基十分有利。

三、真空聯合堆載預壓法的施工工藝

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。在砂墊層頂部利用軟管將主管和濾管連接起來，使其呈現出魚骨狀，并在軟基內埋入濾管。

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，現階段主要選用聚氯乙稀薄膜作為其密封膜，這種膜的厚度主要在0.14毫米到0.16毫米之間。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。在溝內密封膜必須進行錨固翻轉作業，回填時要選用粘性土進行施工，以此有效增強其密實度，同時進行圍堰構筑注水密封。

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，在公路工程建設中，每個施工階段都存在著必然的聯系，如其中一個階段出現問題，都會對工程的整體質量造成極大的損失。真空聯合堆載預壓技術作為公路工程軟基施工的重要技術，其施工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施工中，相關部門及施工企業必須重視真空聯合堆載預壓施工，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，規范施工工序，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