公路軟基加固中真空堆載聯合預壓法的應用研究

黃輝

摘 要：隨著社會的發展和經濟的騰飛，我國公路工程基礎設施建設不斷增加。地基處理也成為工程項目建設中的一項重要課題，在我國分布著大量的軟土地基，為保證工程項目正常施工和使用，必須對軟土地基進行處理。為此，本文在全面了解真空堆載聯合預壓法加固機理的前提下，對公路軟基加固中真空堆載聯合預壓法的應用要點進行了分析與探討。

關鍵詞：軟基加固;真空堆載聯合預壓法;應用要點

中圖分類號：U416.1 文獻標識碼：A

0 引言

公路工程對地基剛度、整體性、地基變形的適應能力有較高的要求，對于地處軟弱土區域的路基，需要通過對軟弱土路基進行處理，提高軟弱土的性能，以達到公路路基建設的要求。真空堆載聯合預壓是處理深厚軟土路基的一種經濟有效的方式，在處理深厚軟土路基中具有廣闊的應用前景。

1 真空堆載聯合預壓法加固機理

真空預壓法、堆載預壓法是構成真空—堆載聯合預壓法的重要組成部分，且聚集了兩者的所有優點。通過真空裝置，可抽出鋪設在軟基上密封膜下的水、氣，并由真空負壓、水頭差形成于膜下，在此作用上，從豎向、水平向排水通道土體內的孔隙水加速排出，從而實現軟基加固及增強地基承載力的效果。在膜下真空度滿足80 kPa，經一段時間穩壓之后，即可在膜上做堆載加壓操作，經加壓可形成一定孔隙水壓力，再次擠壓、排出軟基孔隙水。在真空負壓的助力下，孔隙水排出速度將逐步加快，從而實現聯合效果，并加速完成軟基加固目標。

在整個過程中，不會改變總應力，僅利用減少孔隙水壓力的作用，來提高有效應力。也就是說，真空預壓過程中，僅形成球應力，不會出現剪應力增量，屬于一種等向固結。在這種固結作用下，地基土體強度增加，穩定性也會隨之增加，不會產生失穩情況。

2 真空堆載聯合預壓法的應用要點

本路段存在較厚軟弱地基土層，為保證路基穩定，必須做好地基處理工作。為解決軟基問題，避免路基沉降，決定選擇真空堆載聯合預壓法進行加固處理。

2.1 場地平整

在正式施工開始之前需要對施工場地進行整平工作。將施工現場的碎石、雜物等清理干凈，表層土壤的厚度控制在30 cm左右，對于坑洼地帶及時填平壓實，保證路基的平整度和壓實度。在確保場地清理完畢之后，將砂墊層鋪設在路基表層，一般情況下其厚度應控制在60 cm左右，含泥量保持在5%以內，在墊層材料運送至施工現場，由專門的人員負責指揮卸料，采用推土機對工作面初步攤鋪平整，局部存在的坑洼地帶及時組織人工找平，隨后進行靜壓施工，提高墊層材料的密實程度。

2.2 排水板打設

在鋪設完成的砂墊層土體中打設排水板，將其設計為三角形，根據排水板打設的深度確定間隔距離，一般控制在1.3 m～1.5 m之間。應根據施工現場的地質條件選擇與之相適應的排水板規格和性能，確保其質量能夠滿足市政道路施工的要求，在排水板材料運送至施工現場之后，需要按照規定的要求進行檢測，若存在質量不符合要求的材料需要及時更換。

根據施工方案設計的要求進行排水板的打設，盡量減少安裝位置的偏差，同時保證排水板安裝的水平程度，將其誤差控制在5 mm范圍之內，垂直度誤差控制在1.5%左右。在插板機內設置深度自動記錄儀，確保排水板安裝的深度與施工方案設計的要求保持一致。同時將排水板打設的回帶長度保持在50 cm以內，合理控制回帶根數的比例。在進行排水板打設的過程中，禁止出現材料扭曲、斷裂的問題，同時要規范施工操作行為，避免破壞排水板表層的濾膜。

2.3 砂墊層施工

在砂墊層施工時首先應選取符合施工要求的砂質材料，將其含泥量控制在3%以內，將墊層表面的雜物清理干凈之后方可進行鋪設，保證鋪設的均勻性和厚度，進行砂墊層施工的主要目的是形成完成的真空壓力傳送體系以及排水系統，保證真空堆載聯合施工能夠順利的進行。

2.4 鋪設土工布和密封膜

在預壓施工區的邊緣之外挖設密封溝，一般密封溝的深度為1.2 m～1.5 m之間，同時在此過程中開挖濾管溝槽預埋真空濾管以及檢測儀器等設備。濾管溝底與砂墊層之間的厚度是0.3 m，根據設計方案的要求確定濾管埋設的位置和間距，在埋設時保證管道連接的正確性。以密封溝開挖的深度為依據，確定密封膜的尺寸，在進行密封膜鋪設的過程中為了避免出現材料斷裂的現象，拉緊的力度不宜過大，密封膜由上至下依次進行。在三層密封膜鋪設完之后按照規定進行回填，密封溝回填時選用素粘土，將無紡土工布鋪設在密封膜的上下層，防止回填施工對其造成損壞，此外應保證回填材料密實程度，防止在抽真空的過程中出現漏氣的現象，隨后根據施工的進度安裝相應數量的抽真空設備。

2.5 堆載及抽真空施工

真空泵安裝完畢之后即可進行抽真空的作業，真空泵形成的壓力必須保持在0.096 MPa以上，在具體的操作過程中需要定期檢查設備運行的狀態，保證其抽真空的能力滿足施工的要求。待真空度達到規定的要求之后即可進行堆載預施工。采用分層填筑的方法進行路基施工，在于與密封膜接觸的部位填筑時，應注意對密封膜的保護工作，第一層填筑的厚度保持在60 cm以上，避免由于填筑厚度過小造成真空預壓工作無法順利進行。在此過程中應實時觀測沉降曲線，并根據曲線變化計算路基的固結程度，待沉降的平均速度小于2 mm/天時，表明路基的質量可滿足施工要求。

3 真空堆載聯合預壓施工質量控制措施

3.1 加強排水板打設質量

在真空堆載聯合預壓施工的過程中，排水板打設施工屬于隱蔽工程，必須加強質量控制措施，若在此過程中存在的質量問題未被及時發現，容易埋下施工安全隱患，對后期的施工質量產生影響。首先在排水板材料運送至施工現場之后需要按照相關的性能指標對其質量進行檢測，性能不符合要求的材料禁止應用在施工過程中，在排水板割斷時，砂墊層應高于排水板20 cm。排水板打設完畢之后，需要對打設施工的質量進行檢測，尤其是排水板的接頭連接處容易存在松散的現象，如果存在不符合施工要求的部分，還需要采取補打的措施。為了保證施工的質量和效率，將施工路段合理的劃分為不同的工作段，在每個工作段安放相應數量的插板機。

3.2 確保密封膜的鋪設質量

密封膜鋪設的質量直接影響著施工范圍內的真空密封程度，若密封性存在問題會在真空預壓的過程中出現漏氣的現象，導致真空壓力難以滿足施工要求。在砂墊層施工完成之后，為了防止在砂質材料中存在雜物或者過于尖銳的石塊對密封膜造成損壞，應組織施工人員對砂墊層進行處理，同時修整路基邊坡。密封膜材料由生產廠家加工成型，在鋪設的過程中局部粘接，在每一層密封膜鋪設作業完成之后都要檢測鋪設質量，且密封膜的四周應寬于施工范圍，隨后再進行下一層的施工，待三層膜鋪設完成，再回填密封溝。在回填的過程中為了防止出現漏氣的現象，應進行適度的壓實。

4 結束語

綜上所述，真空—堆載聯合預壓法作為一種常用的軟基處理方法，加固效果良好，能夠有效處理高填方地基穩定和工期問題，具有良好的經濟效益。隨著科學技術的不斷發展，公路施工技術、工藝更加先進、成熟，人們對加固機理有了更深入的認識。近年來，在公路建設中真空—堆載聯合預壓法應用越來越多，不僅在公路建設中得到了廣泛使用，還在工民建、機場、港口等工程建設得以應用，在超軟土地基中的大量使用更加凸顯出了真空—堆載聯合預壓法的優越性。

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