市政道路軟土路基應用真空聯合堆載預壓法施工實踐

文｜廣東省建筑工程機械施工有限公司 張旭東

前言

在進行道路工程建設時，通常都會遇到軟土地基情況，軟土具有壓縮性大、滲透性低、抗剪強度不足、含水量較高等特點，如果不對其進行加固處理，容易導致路基不均勻沉降、以及沉降量過大等問題，出現道路質量和安全隱患。需要對其進行加固處理，把隱患消除。

真空聯合堆載預壓法是有效的加固軟基的一種施工技術，具有實用、經濟等優點，它結合了真空和堆載兩種預壓的效果，可處理較大范圍的軟基，加固后的軟基，具有較強的穩定性，較小產生工后沉降及沉降不均勻等問題。該施工技術目前已普遍在東南沿海包括廣東省內的許多軟基加固施工應用。

一、施工概況

珠海市中興路位于金灣區內，設計技術標準為城市主干路，路寬36米，設計車速為40km/h,道路起點位于珠海大道交叉口，起點樁號BK0-313.276，道路終點位于金湖大道東交叉口，終點樁號BK0+913.808，路線全長1303.716m。

中興路施工主要內容為道路工程、巖土工程及相關市政配套工程。

根據勘探資料顯示，擬建道路場地分布有較為深厚的淤泥，需要對其進行加固處理，否則影響工程質量。

經認真分析研究后，決定采用空聯合堆載預壓技術對軟基進行加固處理。

采用SPB100.C塑料排水板，布置呈現正方形，樁長22～25m，間距1.0m。

（1）設計板的長度：對地質鉆孔后所成的柱狀進行沉降計算，最終確定板長定為 22 ～ 25m 。

（2） 砂墊層厚度及設置：砂墊層分為膜上和膜下二種。

膜上砂墊層厚度控制為50cm，膜下砂墊層厚度要求為60cm。

（3）土工布：砂墊層應使用兩層土工布。密封膜：砂墊層設置為三層密封膜。

（4）排水板允許彎折長度：彎折進入砂墊層的排水板，長度≤20cm。

（5）正式施工前要進行試插板作業，選取具有一定代表性的地段，開展試插板施工，根據結果制定具體的施工工藝和相應參數，再進行大范圍施工。

二、真空聯合堆載預壓法的加固原理

真空聯合堆載預壓法是同時發揮真空預壓和堆載預壓兩種施工方法的優勢，堆載預壓中的超載部分由真空荷載代替，增大了路基里的附加應力，使加載速率有效提高；可以快速方便地施加真空荷載，不需要分級施加，在7天左右即能達致80kPa以上；并能促使路基深層的軟土進一步加固，在加固期內基本完成路基沉降，有效地降低減少路基工后沉降。

真空聯合堆載預壓法施工設備主要包括：塑料排水板、抽真空裝置、墊砂層、土工布、密封膜、沉降板等。見圖1。

圖1 真空聯合堆載預壓法示意（單位：m）

三、砂墊層鋪設作業

鋪設作業開始前要先把作業地面清理干凈，平整，先在底層攤鋪中粗砂，再進行排水板打設施工，之后再在面層上鋪設中粗砂。

四、打設塑料排水板

1.打設塑料排水板流程

打設塑料排水板時，第一步要進行定位；第二步通過導管下端口穿出排水板，并與樁尖相連接，與管下端緊貼，對準樁位；第三步打設樁管插入排水板，完成上述工序后，把管拔掉，剪掉排水板。

2.打設排水板

（1） 根據設計圖紙上的孔位間距，定好插板點的位置，并進行標注。

（2）插板機上的樁尖要求對準孔位，接下來進行施震沉管，插板的深度要達到施工設計要求的長度。插板機需配有相應的排水板和自動記錄深度的儀器。

（3）打設期間，排水板必須垂直，垂直偏差不得超過進入深度的1.5%，即≤1.5cm/m 。

（4）要注意控制導管下沉的速度，正常要求4～5 m/min為合適，沉管時不要上提導管，拔管時要緩慢勻速。拔管后出現的淤泥，要妥善處理，不能棄在砂墊層上，造成排水通道堵塞。

（5）要控制排水板施打的間距，且允許的誤差不得超過15cm，排水板露在砂墊層上時，其長度以控制在20cm為合適。

（6）打設排水板時，要控制其回帶長度，應于小500mm，回帶根數應小于總打根數的5%。否則要在插點周圍補插。

（7）通常排水板不應接長，確須接長時，可在濾膜內進行搭接連接，搭接長度超過200mm，以便搭接強度和輸水暢通都有保證。

五、布設主濾管

真空管使用管材為PVC管材，主管和濾管規格要求分別為φ75mm和φ50 mm，管材要有足夠的強度，以便使可承受的壓力達到400kPa或以上。

濾管要打有直徑6mm的濾眼，濾眼間的距離要保證有100mm。

濾管要有5.5m的排距，濾管上采用無紡土工布進行包裹，包裹布的重量為克重≥200g/平方米，搭接寬度要控制在50mm。

連接主管和真空泵的管材，要采用質地較軟的鋼絲橡膠管，不能采用質量較硬的PVC管。

布置管網平面時，要按條形排列，讓真空負壓均勻快速地向場地各處傳遞。

六、安裝抽真空設備

采用真空射流泵為抽真空設備，功率7.5kW，單泵抽真空在沒有荷載的情況下具有達到95kPa的能力。

安裝抽真空設備時要根據有關真空預壓管線路圖進行，布置時要按照800平方米一套的標準，根據實施面積確定設備數量。此外，每個施工區域，要多出1～2套真空泵作為備用，真空泵要水平放置，使得其進水口與出膜口保持在同一平面，最大限度發揮真空泵功效。

七、鋪設土工布以及密封膜

（1）鋪設前要對砂墊層進行處理，并把其雜物、尖銳物、小石塊等清除，保證平整，壓膜溝邊坡要修理好。完成上述工序后可鋪設土工布，并保證其到達密封溝1m或以上深度，上層土工布要把整個密封膜遮蓋。搭接土工布時要用縫接方式處理，縫接時要保證至少30 mm的搭接寬度。

（2）密封膜先通過生產廠生產加工一次成型，進入施工現場后，要進行檢測，確保合格后，方可使用粘接。

密封膜總共有3層，分層進行鋪設，注意鋪設質量，要保證密封膜稍有松馳，不出現緊繃。每次使用的密封膜，都必須能夠整把真空預壓區全部覆蓋。

八、安置沉降板

（1）沿路縱向目標，按100m位置設置1個沉降板，用于觀測斷面。

（2） 沉降標要埋置在路肩、路堤中心、坡趾基底等位置。

（3） 沉降觀測精度標準為二級中等，觀測精度＜1mm。

九、抽取真空及維持真空

抽真空作業開始前，需要試抽真空，檢查射流泵運行情況，檢測其性能是否正常。薄膜密封性能良好，如發現問題，要立即進行解決。

通常情況下，是抽真空時間控制在7～10天，泵后真空吸力要保證達到96kPa或以上，膜下真空壓力應達到80kPa 以上，如果達不到上述要求實，表明數值存有誤差，要分析問題原因并處理。

當試抽真空工序完成后，其壓力值達到設計要求后，正式開始抽真空階段，這個周期為3～5個月，為真空預壓加固地基主要階段。

十、施工觀測及卸載

沿路縱向，每100m位置安置一個沉降觀測斷面進行施工觀測，觀測要不間斷，確保各種數據符合施工設計規定，并對監測數據進行分析和判斷，工后沉降為18cm；要求預壓期滿足90+30天；連續15天平均每天沉降量≤2 mm；交工面標高等于路床頂標高，滿足卸載標準即可卸載。

十一、質量要求

1.檢測材料

為確保施工質量，必須對進場的施工材料包括密封膜、排水板等，進行重新檢驗，每批密封膜進場時至少要檢測2次，排水板檢驗頻率為20萬m/組。砂墊層采用中粗砂為材料，其含泥量不得超過3%，細度模數要求2.3以上，滲透系數＞1.0×10-2cm/s。每5000立方米進行一次檢測。

2.抽真空

（1）鋪設完密封膜，進行抽真空作業，等膜下真空壓力達到-80 kPa后，穩壓要保證達到10天，相關參建方聯合對其進行檢查，確保沒有出現漏氣的問題后，才可以在膜的上方填筑砂子，如發現存在漏氣問題時要立即處理，確保沒有漏氣問題后，才能在膜上填筑砂子。

（2）抽真空作業至卸載期間不能停泵，如真空泵產生故障時要馬上更換，并必須在24小時內更換完畢。

（3）堆載過程中如有漏氣情況發生，要立刻停止加載，查找漏氣原因，處理完畢后再繼續堆載。

3.堆載土

堆載土要達到路基填料施工要求，使用推土機把堆載土或膜上砂推平，不得采用泥頭車直接作業，避免損壞成膜出現漏氣問題。

有分層填筑堆載圖土，分層厚度應控制在30cm，攤鋪后再使用壓路機對土進行碾壓，碾壓后要檢測每層土的壓實度，如達不到要求時，需要重新進行碾壓，直到達到要求為止。

填筑堆載土時要控制速率，不宜太快，本工程速率為0.9m/10天，填筑期間，還要根據有關監測數據的結果及時對填筑速率進行調整，保證填筑施工時路基穩定。

十二、結論

此工程運用真空聯合堆載預壓法加固市政道路軟弱基礎，施工任務完成后，經過對其進行檢測，取得了明顯的加固效果，驗收結果表明，各項數據均達到設計要求。

在適當道路施工過程當中，對軟弱基礎進行加固處理，其效果是否達到預期要求，會直接影響到工程質量，因此，必須做好施工過程各項技術和質量管理工作，保證施工完成后，整個路基的壓實度及彎沉滿足要求。