真空預壓技術在公路軟土路基處理中的應用研究

耿麗娜 李冰 青島路橋建設集團有限公司

在真空預壓和堆載預壓基礎上發(fā)展而來的真空堆載聯(lián)合預壓技術主要通過真空負壓和堆載正壓在土體中產(chǎn)生不平衡水壓力，并促使孔隙水順著豎向排水體從土體內(nèi)盡快排出，使土體固結變形效果增強。此外，堆載過程導致土體產(chǎn)生側(cè)向的擠出變形，真空荷載則使土體產(chǎn)生側(cè)向的收縮徐變，并與側(cè)向擠出變形相互抵消，加速土體固結，但不會引發(fā)土體失穩(wěn)破壞，從而發(fā)揮真空預壓加固和堆載預壓加固的雙重效果。在抽真空施工前存在于土層孔隙內(nèi)地下水面以上的氣體一般處于大氣壓狀態(tài)（壓力P），抽真空施工后上述氣體壓力會不斷下降至P1，聚乙烯塑料膜內(nèi)外便會形成壓力差ΔP，此時的壓力差即為真空度，且有ΔP=|P-P1|。砂墊層內(nèi)所形成的壓力差ΔP通過砂墊層（水平向排水體）、排水砂井（豎向排水體）向下延伸拓展，導致整個區(qū)域內(nèi)孔隙水的壓力持續(xù)下降，使地基排水和固結速度加快，達到地基加固的目的。

一、工程概況

某項目陸域由吹填淤泥形成，針對一期用地進行地基處理，總占地面積721.5畝（1畝≈666.67m2），北側(cè)和東側(cè)為園區(qū)規(guī)劃道路，寬36m。實際地基處理面積691畝，該場地共劃分為隔堤區(qū)和非隔堤區(qū)。隔堤區(qū)采用強夯法加固處理；非隔堤區(qū)共劃分為12個區(qū)，采用真空堆載聯(lián)合預壓加固處理。

二、施工要點分析

（一）地基處理方法

根據(jù)場地地質(zhì)條件及建（構）筑物使用要求，將場區(qū)劃分為隔堤區(qū)域和非隔堤區(qū)域。對隔堤區(qū)域采用強夯法加固，滿夯后的地表加一遍機械碾壓。非隔堤區(qū)域，采用真空堆載聯(lián)合預壓方法處理；真空堆載聯(lián)合預壓相鄰加固區(qū)之間的密封溝位置處采用水泥土攪拌樁處理；然后將真空堆載聯(lián)合預壓加固區(qū)和密封溝整平至5.6m進行滿夯。滿夯后的地表加一遍機械碾壓。

（二）鋪設硬化層

土工布拼接采用手提工業(yè)縫紉機縫合，縫合尼龍線強度≥150kN，采用包縫方式。在預壓區(qū)場地上將土工布縫接成滿足需要大小的大幅土工布，按選定方向依次平鋪，土工布縫接寬度不小于5cm。土工合成材料參照現(xiàn)行《水運工程土工織物應用技術規(guī)程》（JTJ/T239）要求進行抽檢和現(xiàn)場試驗；土工布攤鋪時，應拉直平順，緊貼下承層，不得出現(xiàn)扭曲、折皺、重疊。竹筋鋪設在兩層土工布中間，采用人工鋪設方法鋪設竹筋。竹筋鋪設按網(wǎng)格布置，交接處用鐵絲綁扎牢固。竹筋與竹筋必須錯位搭接，以保證竹筋的整體性。竹筋鋪設時必須把竹筋放置平順，以防止竹筋頂破土工布。

（三）砂墊層

鋪設砂墊層厚度為1m，采用吹砂船通過管道經(jīng)分流器鋪設砂墊層。砂墊層填砂由海上運砂船運至施工區(qū)域的西面海域停靠的吹砂船料斗里，再由吹砂船吹至先前布置在中間隔堤上的管線里先由Z-5、Z-7、Z-9、Z-11區(qū)塊往東面區(qū)塊吹填，等中間隔堤東面區(qū)塊吹填到一定的標高再由Z-2、Z-3區(qū)塊往西側(cè)吹填，砂墊層鋪設時，經(jīng)分流器降低管道流速，人工調(diào)整吹砂口，同時進行高程的監(jiān)測，進行砂墊層的鋪設，最后超過標高的砂由履帶式堆土機進行推平、整平。

（四）塑料排水板打設

熟悉規(guī)范、施工圖紙等各種技術文件，并勘查現(xiàn)場了解施工條件。根據(jù)各區(qū)已驗收場地的施工基線、水準點等資料，用RTK（GPS）放出40m控制方格網(wǎng)，并插紅色小旗及打木樁并標明區(qū)域控制點編號。本工程采用B型整體排水板，在塑料排水板進場前，需檢查其廠家產(chǎn)品合格證及質(zhì)量檢測報告，并按相關規(guī)范規(guī)定，同批次產(chǎn)品每20萬延m（少于此數(shù)額也應抽驗1組）抽樣一組送質(zhì)檢單位進行質(zhì)量檢驗。待檢驗合格并報業(yè)主審批同意后，訂貨并組織運往施工現(xiàn)場。

（五）淤泥攪拌樁施工

場地整平：清除地上和地下一切障礙物。測量定位：根據(jù)測量控制點，沿區(qū)域邊線外側(cè)，放出密封溝開挖尺寸控制線。密封溝開挖深度不小于1.5m；攪拌機就位。樁位放樣：沿密封溝外側(cè)進行樁位放樣，樁位點每隔50cm間距測放一點，樁位放樣點用細竹釬（竹尖涂有紅油漆）作為樁位標志。為了保證樁位準確，消除累計誤差，要求每隔25m設置一個樁位控制點。

（六）強夯施工

隔堤區(qū)在真空卸載以及水泥土攪拌墻施工完成后，整平場地至5.6m高程，采用低能級強夯進行兩遍滿夯。第一遍單擊夯擊能為800kN·m，第二遍單擊夯擊能為1000kN·m。每遍滿夯單點夯擊數(shù)為4擊。夯擊過程中出現(xiàn)嚴重彈簧時，應立刻停止夯擊。兩遍夯擊時間間隔不少于7天。夯錘直徑在2～2.5m，滿夯搭接1/4錘直徑。滿夯結束后，視夯沉情況補方或卸方，整平場地至標高5.3m，采用35t振動壓路機碾壓全場地。

三、結束語

真空堆載預壓施工過程中出現(xiàn)的負壓還能加速排出地基土孔隙水，進一步縮短固結時間，且通過抽真空的過程，進一步降低豎向排水體內(nèi)的水位，縮短預壓和固結時間。隨著孔隙水的排出，孔隙水滲流的速度持續(xù)增大，在滲流力的作用下，其附加應力持續(xù)增大，加固效果提升，且孔隙水所導致的附加應力持續(xù)指向加固施工土體，使得堆載側(cè)向擠出變形應力被抵消，有效保證了路基的穩(wěn)定性。由此可見，真空堆載聯(lián)合預壓軟基加固施工技術值得在公路軟基加固工程中推廣應用。