真空堆載預壓法在軟基處理中的應用案例分析

蔣明躍 朱連紅

1.中國市政工程華北設計研究總院有限公司，中國·天津 300000

2.天津京津高速公路有限公司，中國·天津 300000

隨著沿海城市的發展，填海造陸等軟弱地基越來越多。為了解決市政道路軟基問題，近年來出現了一種新的處理方法——真空堆載聯合預壓法。論文以該方法為例，對其在市政道路軟基處理中的應用進行了研究，并提供了相關的案例分析。通過論文的研究成果，旨在為相關人員和工程提供參考，以進一步提高市政道路的質量和可持續發展。

真空堆載聯合預壓法；市政道路；軟基處理；案例分析

1 引言

沿海市政道路承載著日常交通和城市發展的重要任務。但由于地質條件、施工質量等因素的影響，市政道路的軟基問題經常出現，導致路面沉降、開裂等損害現象。基于以上問題，傳統的軟基處理方法存在著效果不佳、工期長、成本高等缺點。因此，尋找一種高效、經濟的軟基處理方法對于市政道路的建設和維護至關重要。

2 項目工程概況

福建漳州沿海大道工程，路線全長為6.72km，城市快速路標準。依據項目地勘報告，項目局部存在淤泥等，系沖海相沉積而成。為保證路基路面穩定，需對淤泥段進行軟基處理。

3 軟基處理方式

軟基處理是指對地基土進行改良和加固，以增強其承載力和穩定性的一系列工程措施。常見的軟基處理方式有：壓實加固、土體置換、土壤改良、土壤固化、排水處理、地基加固等。

4 真空堆載聯合預壓法的原理

真空堆載聯合預壓法是一種綜合利用真空堆載和預壓荷載的軟基處理方法。其原理主要包括以下幾個方面：首先，通過真空設備對軟土地基進行吸附和排水處理，將地基中的水分和氣體排出，從而改善地基的工程性質；其次，利用真空吸附的效應，使軟土地基在真空作用下產生固結，提高地基的密實度和穩定性；最后，利用預壓荷載施加在軟土地基上，通過荷載的作用使地基發生壓實，進一步提高地基的承載能力和穩定性。真空堆載聯合預壓法通過綜合利用真空和預壓荷載的效果，可以有效改善市政道路軟基的工程性質，提高道路的使用壽命。

5 真空堆載聯合預壓法在市政道路軟基處理中的應用

真空堆載聯合預壓法作為一種新型的軟基處理方法，近年來得到了廣泛應用和研究。該方法適用于軟土地基、較淺的地下水位和較低的地基水含量。特別是對細顆粒土壤--淤泥質土，效果更佳。

5.1 土質條件分析

通過對軟基土壤的性質、組成和力學特性進行綜合評估，確定軟基的承載能力和沉降特性，為后續工程設計和施工方案的制定提供依據。同時，針對土質條件分析結果，設計和施工方案應考慮以下策略：首先，根據軟基土壤的類型和承載能力，確定合適的真空堆載聯合預壓參數，包括預壓力的大小和持續時間，以及真空度的控制范圍。這些參數的選擇應與軟基土壤的特性相匹配，以確保施工效果的可靠性和可持續性。

5.2 工程設計與施工方案

在市政道路軟基處理中，真空堆載聯合預壓法的工程設計與施工方案至關重要。首先，根據土質條件分析結果和工程要求，確定合適的真空堆載聯合預壓方案。首先，根據軟基土壤的類型和承載能力，確定預壓力的大小。預壓力應使軟基土壤產生合適的固結應力，從而增加土壤的密實度和承載能力。其次，控制真空度的范圍是關鍵。適當的真空度可以促使軟基土壤中的水分排出，減少孔隙水壓力，從而提高土壤的穩定性和強度。

本項目局部軟基土壤為砂質土，具有較低的承載能力。根據土質條件分析結果和工程要求，設計方案可以確定施加適當的預壓力，并控制真空度在一定范圍內。預壓力的施加可以通過真空堆載設備進行，真空度的控制則需要根據土壤反應和改良效果進行實時監測和調整。預壓時間應根據土壤的固結特性和施工進度進行合理安排，以確保軟基土壤的改良效果達到預期目標。

砂質土土質真空預壓前參數表，含水量10%，干密度1.6g/cm3，孔隙比40%，抗剪強度50kPa。真空預壓后參數表，含水量8%，干密度1.8g/cm3，孔隙比35%，抗剪強度60kPa。

5.3 真空堆載聯合預壓法的施工過程

真空堆載聯合預壓法在市政道路軟基處理中的施工過程是關鍵的步驟。首先，進行準備工作，包括場地清理和準備所需的真空堆載設備[1]。同時，根據工程設計方案，確定施工的起點和路線。其次，開始施加預壓力和應用真空抽吸效應。真空堆載設備通過管道連接到軟基土壤下方，并施加預設的壓力。在此過程中，真空泵通過抽吸作用，降低軟基土壤中的孔隙壓力，促使土壤顆粒緊密排列。此外，需要根據施工進度和軟基土壤的反應情況進行實時監測和調整。通過傳感器和儀器設備對軟基土壤的壓力、沉降和真空度等進行監測，以確保施工效果和軟基改良的可靠性。施工流程為：準備工作→確定施工起終點及路線→施加預壓力和真空抽吸效益→實時檢測和調整→監測軟基土壤壓力、沉降和真空度。

在施工過程中，首先清理施工場地，并準備好真空堆載設備。施工起點和路線按照設計方案確定。隨后，真空堆載設備連接至軟基土壤下方，并施加預設的預壓力。同時，真空泵通過管道抽吸土壤中的氣體，降低孔隙壓力，促使土壤顆粒更加緊密排列。

5.4 真空堆載聯合預壓法在沉降控制中的應用

真空堆載聯合預壓法在市政道路軟基處理中還可以應用于沉降控制。首先，進行沉降分析，評估軟基土壤的沉降特性和潛在風險。根據分析結果，確定合適的真空堆載聯合預壓參數和施工方案。同時，采取以下策略進行沉降控制：首先，施加適當的預壓力來提前壓實軟基土壤，減少沉降的發生[2]。預壓力的施加應根據軟基土壤的特性和沉降風險確定，以保證軟基土壤的穩定性。此外，通過真空抽吸效應降低軟基土壤中的孔隙壓力，排除孔隙水和氣體，提高土壤的穩定性。控制真空度的范圍和施加預壓力的時間是關鍵。合適的真空度和持續時間能夠有效減緩沉降速度，提高軟基土壤的固結效果。塑料排水板間距0.9m，深度5m，塑料排水板如圖1 所示。

圖1 塑料排水板

6 溫州漳州漳浦大道道路軟基處理工程

6.1 工程背景與問題描述

沿海吹填軟土路基存在明顯的問題，給道路使用和行車安全帶來了嚴重的影響。在沿海地區，軟土的高含水量和鹽分含量可能會導致土壤的腐蝕和溶解，進一步削弱土壤的承載能力[3]。海水的侵蝕和波浪的沖擊也會加劇軟土地基的沉降問題，進而對道路的穩定性造成更大的威脅。這些因素共同作用，導致沿海吹填軟土路基出現明顯的沉降問題。

依據項目地勘報告，淤泥呈灰色、青灰色，流塑，成份主要由粘、粉粒組成，含少量有機質及少量貝殼，具腥臭味，切面光滑，韌性好，干強度高，無搖振反應。該層屬高壓縮性軟土，力學強度低，工程性能差。干濕類型為：過濕，承載力基本容許值為50kPa。堆填高度4.5。

6.2 處理方案及實施過程

針對該道路軟基處理，采用真空堆載聯合預壓法進行施工。首先，根據土質條件分析結果和工程要求，確定合適的真空堆載聯合預壓參數。施工方案包括施加預壓力、控制真空度和預壓時間的安排。施工過程中，選擇適當的真空堆載設備，并按照設計方案進行施工，如真空堆載聯合預壓法施工如圖2 所示。

圖2 真空堆載聯合預壓法施工

6.3 工程效果評價

經過真空堆載聯合預壓法的處理，道路軟基的承載能力得到有效提升。路面的沉降問題得到控制，路面平整度得到顯著改善，龜裂情況減少[4]。通過實時監測和調整，道路軟基處理后如圖3 所示，軟基的固結效果良好，道路的穩定性得到保證。該工程的效果評價顯示，真空堆載聯合預壓法在道路軟基處理中取得了良好的施工效果，真空預壓監控數據如圖4 所示，達到了預期的改良效果和安全要求。

圖3 道路軟基處理后

圖4 真空預壓監控數據

7 結語

論文以真空堆載聯合預壓法為例，對其在市政道路軟基處理中的應用進行了研究，并通過案例分析驗證了該方法的可行性和有效性。研究結果表明，真空堆載聯合預壓法能夠顯著提高軟基的穩定性和承載能力，降低施工工期和成本。然而，該方法在實際應用中仍然存在一些挑戰，需要進一步完善和改進。