真空預壓法在市政工程軟土地基處理中的應用

文/肖亞周 河北建設集團股份有限公司 河北保定 071000

在市政工程當中，一旦遇到軟土地基，會增加地基處理難度，降低工程的整體效益。研究表明，將真空預壓法應用到市政工程軟土地基處理過程當中，不但能夠降低軟土地基的處理難度，而且有效防止工程結構失穩現象的發生，對軟土地基起到良好的加固效果。

1、軟土的特性

軟土是在靜水或相對較慢的流速水環境中形成的，有時還伴有生物和化學沉積。軟土的顆粒主要由粘土顆粒和粉粒組成，軟土中粘土顆粒含量幾乎為50%，也就是說，超過一半粒徑土壤顆粒小于0.005mm。軟土中也含有較多的礦物成分，其中包括原生礦物和次生礦物。長石、石英、方解石和云母是主要的原生礦物，其含量很少，這些礦物成分對軟土的性質影響很小。次生礦物是軟土中有較高含量的礦物元素，如伊利石、蒙脫石、高嶺石和其他親水粘土礦物，它們決定了軟土的性質。軟土的顆粒大小或成分組成并不是形成軟土性質的所有原因，同時微觀結構的組成對軟土的性質影響也很大。它可以從電子顯微鏡的觀察得知，粘土礦物通常現有片、板、管狀形式。軟土的結構是由單粒子和不同大小的團粒按照不同的排列方式組成。因此，土顆粒的比表面積很大，導致孔隙里充滿水，由于黏土礦物具有親水性，在雙電層的結構離子交換的作用下，絮狀結構和細胞狀結構也易形成，如圖1所示，在沉積的環境下，軟土結構逐漸形成。

圖1 軟土的結構

2、工程概況

在某市政工程施工中，首先對施工場地地質條件和水文條件進行勘察，本次軟基處理總面積4945.7m2，地基含水量比較大，綜合考慮施工技術條件以及地基施工要求，選用成熟可靠、應用廣泛、經驗豐富的真空預壓工藝。

3、真空預壓法在市政工程軟土地基處理中的應用

3.1 土工織物及砂墊層

本項目預留區原土層沉淀晾曬時間較短，承載力較差，為確保砂墊層施工，需在淤泥層上鋪設土工織物。嚴格把控驗收程序，重點對土工布的縫紉、土工格柵的搭接、鋪設方向進行驗收，確保鋪設面層的抗拉和抗剪能力。土工布采用包縫，搭接寬度50mm，縫合尼龍線強度控制在150N，鋪設時繃緊、拉挺，避免折皺、扭曲。土工格柵塊與塊之間相鄰土工格柵搭接3格，拼接采用尼龍繩進行連接。鋪設方向：土工布經線與整平基線垂直。砂墊層鋪設前嚴格進行見證取樣送檢工作，待砂料檢測合格，方可進行使用。中細砂含泥量不大于10%，滲透系數不小于1×10-3cm/s，干容重不小于15kN/m3，中粗砂含泥量不大于5%，滲透系數不小于5×10-3cm/s，干容重不小于15kN/m3。施工過程要求分層攤鋪，嚴格把控砂墊層厚、標高、平整度驗收工作。

3.2 塑料排水板

在塑料排水板進場前，首先需要對其質量、排水性能、規格等進行檢查，并且，在按監理抽檢送檢程序（20萬m/組）送檢合格后方可使用。在本工程施工中，塑料排水板型號為：原生料SPB-B、C型排水板，采用液壓式插板機進行施工。塑料排水板相鄰間距為1m，根據已放樣確定的區域范圍內，用鋼尺進行校對驗收。施工過程中，嚴格控制打板間距、深度、垂直度、回帶、斷帶、割板預留長度。樁管下插時的垂直度偏差應該控制在1.5%以內。管靴與板位標記的偏差應控制在7cm內，塑料排水板的平面距差不得大于±10cm，施工時回帶長度不可超過0.5m，否則在該板位旁200mm內重新插入補打一根。排水板施工過程，盡可能沿同一方向前進，杜絕液壓插板機回旋，以免破壞板頭。在插板完成后，應該及時采用砂料填滿，并在板的周邊鉆孔，將排水板板頭埋進砂墊層中，防止淤泥進入板芯，堵塞通道，影響排水效果。

3.3 合理布置水平濾管

水平濾管主要分為主管與支管，管材分為鋼管與PVC管，在該市政公路軟土地基處理中，施工人員采用PVC管，由于水平濾管的平面布置方式較多，常見的主要有抱條形與魚刺形等等。想要提升真空復壓能夠在短時間內均勻的傳遞到軟土地基中的各個部位，施工人員需要結合該市政工程軟土地基施工場地具體情況，遵守“因地制宜”原則，將水平濾管進行合理的布置，并科學增加水平濾管的支管數量，保證軟土地基內部的真空度更佳。水平濾管布置完畢后，施工人員要采用密封膜做好密封工作，采用密封效果好、韌性佳的密封膜進行施工。

3.4 真空泵安裝及試抽真空

嚴格把控設備驗收工作，真空泵額定功率、水箱、閘閥、止回閥其規格參數、按設計要求進行驗收。真空表均應有出廠合格證，且在使用前經檢定后才允許使用。真空射流泵額定功率不小于7.5kW，同時還應該保證能夠形成96kPa以上的真空壓力。督導落實、執行已審批的《真空預壓專項施工方案》開展安裝工作。在真空泵安裝過程中，各個設備的連接順序為電機、水泵、水箱、閘閥、止回閥、出膜口，在各個設備的連接位置，需要采用橡膠墊，提升密封性能。在真空泵安裝過程中，還應該注意將進水口和出膜口控制在同一平后面內，這樣有利于膜下水的排出，在最大程度上發揮出真空泵的應用效果。在真空泵系統安裝安城后，即可對其進行調試，當真空射流泵上真空度能夠達到96kPa后，即可試抽。在真空過程中，為了避免對周邊土體造成破壞，應該注意嚴格控制開泵速率，如果膜下真空度已經達到40kPa，則需要注意檢查漏洞，發現后及時修補。在本工程施工中，根據施工現場檢查驗收，當膜下真空度達到85kPa時，即可開始恒載計時。

3.5 真空預壓恒載施工

施工恒載天數為85d，期間所有真空泵24h運行，不得停泵。針對真空預壓恒載過程的控制工作，施工期間嚴格做好真空度巡視、膜下真空度監測、電表用電量監測工作，認真填寫監理日志、真空度巡視記錄。督導施工單位配備足夠真空流射泵，確保發生故障時替代使用。其膜下真空度需達到85kPa以上，發現真空度未達85kPa，則當天不予計時，順延恒載天數。每天根據各區用電電流與電表讀數進行核對，做好真空度記錄并隨時分析觀測資料，通過對孔隙水應力、沉降速率、水位變化等數據分析，及時督導施工單位針對數據反映的薄弱環節加大處理力度。

結語：

綜上所述，本文主要結合工程實例，對真空預壓法在市政工程軟土地基中的應用方式進行了詳細探究。在具體的施工過程中，應該注意合理布設排水體，鋪設水平電層等，并加強施工工序監測管理，保證項目建設的順利進行，這樣才能夠促進市政工程軟土地基承載能力的提升。