市政道路軟土地基處理中真空聯合堆載預壓施工技術的應用

覃志尚

（南寧交通投資集團有限責任公司　廣西南寧　530021）

引言

軟土地基是市政道路施工中的常見問題，若未對軟基進行有效處理，將產生較大的工后沉降，使市政道路結構破壞，嚴重影響正常使用。現在可用于軟基處理的技術方法有很多，尤其是聯合技術的應用，如真空聯合堆載預壓技術等，保證了軟基處理效果。

1　研究市政道路軟土地基處理中真空聯合堆載預壓施工技術應用的現實意義

真空預壓法可有效處理軟基，具有成本低、周期短、效果顯著等特點，在目前很多工程領域都得到廣泛應用。近年來，相關學者針對這一軟基處理方法進行了大量研究，內容集中于下列幾個方面：①研制性能優異的排水體，很多學者都對豎向排水體受真空預壓作用后的排水性能進行了分析研究，并成功研制出諸多新型排水體及配套技術措施；②對密封技術的研究，出現了一系列新型密封技術，如豎向排水體抽真空與垂直鋪塑密封等，增大了該軟基處理法實際應用范圍，并使加固效果得以改善；③和其它加固方法聯合使用，其中最典型和常用的就是真空與堆載預壓的聯合[1]。

真空與堆載預壓的聯合是將真空預壓作為發展基礎的。施工中首先要在軟基表面設置水平方向的排水墊層，再設置垂直方向的排水體，利用封閉膜隔絕空氣，并采用適宜的密封技術，由水平方向排水墊層中的管道進行抽氣，使膜下整個區域變為真空，進而產生內外氣壓差，最后促使地基在這種作用下不斷排水固結。在正式抽氣后，保持一段時間，然后在抽真空的同時進行堆載。地基固結完成后，無論是土體真空壓力，還是填筑后產生的附加應力，都將成為有效應力，使地基整體承載力得以大幅提高。

真空與堆載預壓的聯合運用兩種不同的荷載一同發揮作用，加速地基土排水，逐漸降低孔隙水實際壓力，提高有效應力，使地基土在較短的時間內完成固結，這兩種不同的荷載可以形成疊加作用。另外，抽真空與堆載產生的超靜孔隙水壓力能產生一定的抵消，避免地基土在堆載過程中產生較大超靜水壓力，進而使其在施工中保持穩定。

2　市政道路軟土地基處理中真空聯合堆載預壓施工技術的質量控制要點

2.1　排水系統

排水板之間的距離誤差不得超出5cm，深度誤差不得超出50cm，垂直度偏差不得超出1.5%。為達到理想的預壓與密封效果，排水板實際打設深度應控制在透水層以上，如果排水板和細砂層之間產生連通，則細砂層中的水將被抽出，影響真空度。排水板應達到指定深度，若未能達到，則排水板下部土體將無法得到有效固結，使軟層整體固結度有所降低，在工后產生較大的沉降。排水板與濾管應和砂墊層相連，砂墊層首選中粗砂，其滲透系數不得低于1.0×10-2cm/s。在現場對主管和濾管進行連接，并使用土工布包裹濾管，因地基沉降可能造成一定影響，所以濾管連接與接頭處應使用膠帶紙包裹，同時預留好變形量[2]。

2.2　密封系統

密封膜現場鋪設與密封技術措施是真空與堆載預壓相聯合施工的關鍵所在。其中，密封膜主要在工廠進行加工，以熱合成型為主，所有技術指標都要達到施工要求。在現場進行密封膜的鋪設時，需要分成兩層，鋪設好以后需仔細檢查，不能存在破裂口。在鋪設過程中，不可將密封膜拉的過緊，各邊都要比設計尺寸多出4m左右。由其中一邊開始鋪設，二層一道按照順序同時從近到遠鋪設。對于真空預壓，密封溝直接決定其成敗，施工中必須嚴格掌握以下兩個環節：①密封膜周圍密封部位和土體的接觸應有足夠的長度；②密封膜周圍密封部位需要借助壓力進入土內，同時向密封溝填土，并壓實。一般膜厚近0.14mm左右，在鋪設中必須注意防止被刺破，并與膜上及膜下都采用合理有效的保護措施[3]。

2.3　抽真空

初期對真空加壓速率進行嚴格控制，使砂墊層進入真空狀態。初始壓力為20kPa，之后依次增大，伴隨膜下空氣不斷排出，土層開始排水，固結度開始增加。在抽真空的同時，要對密封膜與密封溝進行仔細檢查，當發現漏氣時，應立即進行修補，以免對真空效果產生影響，需要現場施工人員引起高度重視。

2.4　環境影響

因加固區地基土將產生一定程度的變形，使邊界水位明顯降低，區域內土體產生變形，出現附加沉降或向加固區方向發生位移，若施工影響區范圍內位移與沉降較大，則可能對既有建筑安全造成影響。對此建議采用挖土防護措施，即開挖建筑和加固區之間土體，使其斷開，同時對建筑作必要的抗變形處理。

3　市政道路軟土地基處理中真空聯合堆載預壓施工技術的應用實例分析

3.1　填筑路基超載預壓土

密封膜鋪設完畢且抽氣達到穩定后開始堆載，為避免密封膜損壞，應在堆載前先鋪無紡土工布，再鋪厚度為50cm的素土，最后進行堆載，本工程采用開山石為堆載材料，堆載厚度按2.5m控制。堆載分層建筑，每層的高度不得超過1m。真空預壓周期在180d左右，固結度需要達到75%，在預壓完成以后進行卸載[4]。

3.2　真空預壓施工工藝及措施

（1）對待處理范圍內的原地面進行清理。當有池塘與水坑時，應填筑素土。在密封溝一定范圍內做好填筑與壓實，避免漏氣。在平整場地的過程中，應做到中間比四周略高，設置1～2%的坡度。

（2）采用中粗砂進行砂墊層鋪設，含泥量不得超出3%，且滲透系數要達到0.01cm/s以上。此外，要注意清理可能刺破密封膜的雜物。

（3）按梅花形進行排水板水平布置，其中心間距按1.2m控制，通過靜壓打設，深度確定為18m，對其頂端進行彎放后埋在砂墊層當中[5]。

（4）主管與濾管均為PVC管，承壓水平不得低于400kPa。主管、濾管的管徑分別為82mm和55mm，打設8mm小孔后用土工布包裹，并綁扎結實。主管、濾管的間隔距離分別為15m和5.5m。所有真空管都要埋設在砂墊層內，上覆厚度應達到10cm以上。

（5）每1000m2布置一臺真空泵，密封膜下的真空壓力要達到80kPa以上，并保持穩定。

（6）施工所用土工布的密度應達到250g/m2以上，對其鋪設后進行縫接，兩邊搭接寬度不能小于50mm，在加固區的邊緣留好寬度，確保能夠進入密封溝，以此起到良好保護作用。

（7）采用人工進行密封膜鋪設施工，其抗拉強度應達到每5cm100N以上，撕裂強度應達到18N以上，滲透系數不能超過1.0×10-10cm/s。

（8）開挖密封溝，挖深為1.5m，將膜埋在溝內，填筑黏土壓實，避免漏氣。

（9）以上施工完成后進行抽真空，當10d內沉降速率低于2mm/d時結束。

3.3　塑料排水板處理軟基施工

在場地整平、土工布鋪設、墊層施工完成后，設置塑料排水板，其設置間距按1m控制，呈正方形，設置深度在18m左右。如果淤泥質土層下部土層的滲透系數相對較大，則不可穿過淤泥質土層。為達到理想的密封效果，密封溝深度不能小于1.5m[6]。

4　結束語

綜上所述，真空與堆載預壓相聯合的方式能達到理想的軟基處理效果，是單一處理方法無可比擬的，具有多項技術優勢，有利于保證地基穩定性，且經濟合理，能縮短地基處理和進入穩定狀態的時間，值得大范圍推廣應用。