塑料排水板結合真空聯合堆載預壓直排工藝的應用

徐宇賢 江門市交通建設投資集團有限公司

軟土路基在江門地區的公路施工中較常見，屬于整體強度低，壓縮量大的較弱土層結構，不僅處理難度大，工后的質量穩定性難以保證。本文討論的塑料排水板結合真空聯合堆載預壓直排工藝就是軟基處理的一種新型有效的處理形式，與一般預壓抽真空處理不同，主要是先將處理路段進行插打塑料排水板進行排水，再進行抽真空使地基土處理負壓狀態，使軟土孔隙中的水份排出，同時進行堆載加式的手段，使軟土加速沉降固結。為探明采用此種處理方式的處理效果，通過采用的處理技術，結合對真空壓力、地表沉降、分層沉降、孔隙水壓力、水位動態、深層土體水平位移、地表水平位移等監測，利用雙曲線法推算最終沉降量及固結度，綜合實測結果，檢驗處理的施工質量達到工后沉降條件，并為公路軟土路基施工工藝水平積累技術數據，提供科學依據。

1.工程實例

1.1 工程概況

廣佛江快速通道工程，其中蓬江與鶴山段合計全長35.5Km,采用一級公路兼城市主干道標準進行建設，雙向六車道，設計速度為80公里/小時。為實現本項目上的軟土地基上的施工和處理效果，全線的軟土路段采用了多種的處理施工方案，其中某標段局部較差路段推行了塑料排水板結合真空聯合堆載預壓直排的處理技術，有效的控制前期沉降，降低在運營期的總體沉降。

1.2 處理目的

（1）對原狀的軟土層在實際的工作受力范圍，利用一種處理手段，強化土體強度結構，并能保證土體在長期荷載作用下不產生較大的沉降變形，以使滿足設計的承載能力和使用條件。

（2）檢驗設計和施工的質量。

（3）通過對新處理路段的監測分析，為發展軟土路基施工設計理論和提高施工質量。

（4）為路基驗收提供依據，為健康監測提供初始數據。

1.3 施工的總體工序

施工工序采用場地整平、塑料排水板施工、真空系統連接、密封溝密封墻施工、埋設監測設備裝置、鋪設土工布密封膜、抽真空、抽至真空度、真空聯合堆載恒載，見圖1。

根據處置的寬度和長度，按設計進行處置布設，見圖2。

在按照施工工序進行真空聯合堆載預壓過程中，監測記錄好真空壓力、地表沉降、分層沉降、孔隙水壓力、水位動態、深層土體水平位移、地表水平位移等數據，具體監測頻率見表1。

在真空聯合預壓期間，以深層水平位移為控制指標，向加固區外側位移小于5mm/d，在保證穩定的條件下便于施工控制。根據設計文件，加固深度范圍內地基平均總應變固結度不小于85%作為卸載控制標準。

圖1 處置立面圖

圖2 處置橫斷面圖

1.4 卸載控制標準

根據設計單《廣佛江快速通道工程江門段兩階段施工圖設計》設計文件，卸載標準如下：

沉降速率標準：路基中心沉降量連續2個月≤5mm/月或固結度已達到85%以上。

預壓期（參考標準）：預壓期滿足設計要求。要求不小于6個月。

表1 加載工況布置一覽表

表2 監測斷面預壓天數及實測沉降

工后沉降標準：工后沉降推算值小于設計容許值，具體為軟土路基規定路面設計使用年限內容許殘余沉降（即工后沉降）為：橋臺與路堤相鄰處（一般（2～3H）+（3～5））≤0.10m，涵洞、箱涵、通道處≤0.20m，一般路段≤0.30m。

1.5 固結度和工后沉降推算

（1）實測沉降。處理的路基段堆載預壓區，共設置6個沉降監測斷面，共布置18塊沉降板，預壓天數及實測沉降見表2，沉降曲線見圖3。

圖3 沉降曲線圖

該路基段堆載預壓段預壓總天數368～397天，約12.3～13.2個月，滿載預壓天數217～223天，約7.2～7.4個月。真空聯合堆載預壓區實測累計沉降76.6cm～139.0cm，平均沉降104.08cm，最近一次實測沉降速率0.4mm/d～1.0mm/d。

（2）推算方法。利用雙曲線法推算最終沉降量及固結度，雙曲線擬合法推算地基最終沉降量：

式中

St—t時刻（d）的實測沉降量；

S∞—最終沉降量（mm）；

a—待定系數。

將監測數據t～St按上式進行回歸，求出回歸系數1/S∞。

（3）推算結果。

根據雙曲線法推算總沉降量和固結度，推算結果如表3。

表3 固結度和工后沉降推算（雙曲線法）

（4）數據分析。根據雙曲線法，推算總沉降量為83.4cm～151.1cm，平均沉降量為118.2cm，推算固結度85.2%～92%，平均為88.9%，推算工后沉降6.8cm～23.0cm，平均為13.1cm。

根據雙曲線法推算，堆載預壓區平均固結度值為88.9%，平均工后沉降量值為13.1cm，該區域滿足固結度已達到85%以上的卸載條件，推算工后沉降滿足一般路段≤0.30m的條件。

2.工藝結論

經過抽真空施工及監測數據，證明采用直排工藝進行真空聯合堆載預壓施工可以達到預定的抽真空效果和排水效果，該工藝可以指導后續大面積真空聯合堆載預壓施工。直排工藝減少了砂墊層數量、降低了工程造價，并且排水效果明顯，在類似項目真空預壓區域推薦采用該工藝。

結合施工對設計指標及部分參數的調整達到的效果，同時可對有利于保證現場施工質量的調整進行固化，并在設計圖紙中進行調整，以指導施工。

3.結語

在特殊路基處理的設計方案上，對于工期較短、成本經濟的軟土路基可進行推廣使用該工藝，可以達到深度處理與使用穩定的效果。