真空預壓法在道路軟基處理方面的應用

摘要：真空預壓法作為一種在道路軟基處理方面的常用措施，已被大家廣泛接受，真空預壓法同其它方法相比具有加固效果好、簡便易行、成本較低、工期短、沉降均勻等優點。本文將真空預壓法同其他道路軟基方法進行了比較分析，介紹了該方法的施工工藝和結果分析，希望該方法能夠在工程上得到更好的應用。

關鍵詞：真空預壓法；軟基；應用

真空預壓法就是把土中的水、氣被抽出，使真空度向地基土進行傳遞、擴散使地基形成一定真空負壓和壓力梯度，來對軟基進行加固的方法。真空預壓法現已成為一種非常有效的地基加固措施，隨著其施工工藝、加固機理等相關研究不斷發展，該技術的應用也越來越廣泛。

1 道路軟基處理方法

道路軟基的處理往往是根據其地基厚度、形成的原因、地理情況等因素來選用表層處理法、置換法、加載法、真空預壓法等對道路的軟基進行處理。

1.1 表層處理法

該法適用于地表較軟的路基處理，往往采用排水、敷設管材的方法提升地表強度，同時讓填土荷載均勻分布。該法在處理過程中又可具體劃分為：砂墊層法、添加劑法、敷設材料法等。

1.2 置換法

該法是用優質土置換出松軟土，保證填土穩定性，減少沉降量。施工方法具體可劃分為：人工挖掘置換和強制置換法等。這種方法的施工相對容易，工期較短，其中人工挖掘置換比強制置換法更為可靠。置換材料通常采用那種承載力好的粗粒土，然后進行壓實。

1.3 加載法

該法主要是加快軟基沉降，增加軟基強度，防止填土內和鄰接填土的構造物還有填土路面發生破壞性的沉降。目前軟基固結沉降可分為：減少地下水法來提升土中有效應力方法、地基上增壓法等。增加總壓法一般用填土加載法，減少地下水法主要是通過井點、豎井等減少地下水含量，然后在地表鋪砂、覆蓋一層隔水膜使其形成真空，憑借大氣壓力加載促進土壤固結。在使用填土加載時，需要注意地基是否穩定。加載法的好處是不用擔心地基被破壞，但工程費用大，一般很少采用。

1.5 真空預壓法

真空預壓法在處理道路軟基時無需大量的建筑材料，能節省大量費用，其優越性十分明顯。真空預壓的荷載不用分級施加，只需一次施加就能完成，這樣不會導致地基失穩還能使工期減少至少1/3。真空預壓法通過豎向排水體向道路地基土中不斷傳遞真空度，使真空度在需要加固范圍內盡量均勻分布，加固后的土中垂直變形比較均勻，沉降量大。

2 真空預壓法的施工工藝及方法

2.1 挖密封溝

真空預壓處理道路軟基時首先要挖密封溝，在加固范圍的周圍挖一條深度合適的溝槽，被稱為密封溝。該溝的主要用途是埋設密封膜，其深度距隔水層頂面一米為宜。挖密封溝的施工量并不大，但仍要求嚴謹、細致地進行，因為該工作的細致程度會直接影響密封效果。密封溝施工主要使用液壓反鏟法并結合人工法進行挖掘，在鋪設好密封膜后，還需要用黏土或淤泥進行壓實回填。

2.2 埋設管路、膜下測頭

一般采用質地相對較硬的透水管作為真空濾管，直徑不超過75mm的聚丙烯和聚氯乙烯管最為常用。把透水管進行打孔加工后結實捆扎，使之能夠具有只透水汽、不透砂的效果。對那些要用膠管相連的真空濾管，膠管要套入濾管中的長度約為100mm，然后用鉛絲綁扎緊實，綁扎的鉛絲結頭還必須向下，防止濾膜被扎破。當濾管和濾管交叉時應用二通或三通，甚至四通來進行連接，道路軟基的加固區中間位置濾管之間的連接應采用四通，旁邊濾管則采用三通比較適宜。四個角的濾管之間一般可用二通來連接，為防止軟基下沉嚴重不均勻，濾管之間、連接管與濾管之間通常用橡膠波紋管來連接。橡膠波紋管套入濾管長度約為10cm，連接完后埋入厚度約為20cm的砂中，然后再用砂進行覆蓋，同樣需要壓實。膜下真空度測頭一般安裝在加固區中心和濾管的角點，角點膜下測頭和加固區的邊線之間要有5m的距離，中心測頭同真空濾管之間保持至少3m的距離，測頭與濾管之間堅決不允許直接相連。

2.3 鋪設密封膜和出膜

以上工作都完成后，需要先清除砂墊層上面的雜物，然后弄細、鋪平砂墊層，等真空測頭和其他觀測儀器都埋好之后，再鋪設密封膜。常用的密封膜為三層的聚氯乙烯薄膜或聚乙烯薄膜，對密封膜的質量要嚴格把關。密封膜需要在規定工廠進行一次熱合成型，假如要現場粘結，則要求搭接寬度要不少于2m。真空膜需要分層鋪放在整個真空預壓區域，四周需要加固，但需要預留一定的余量寬度，一般預留3～5m就能滿足要求，鋪設好之后將膜體邊埋在密封溝內，然后用黏土、淤泥填充和壓實。鋪設密封膜作為道路軟基處理的關鍵工序，其質量好壞將直接影響到軟基的加固效果。

2.4 安裝射流泵、地表沉降標

真空預壓技術在運用過程中一般選3BA-9型射流泵，此類泵的功率為7.5kW，真空壓力為0.095kPa及以上。在安裝射流泵時要嚴格按布設圖安裝，確保位置準確，連接處密封性能好，安裝完成后進行調試，測試安裝質量，同時為抽氣做準備；沉降標底板放在密封膜上，當地表下沉時，沉降標就會隨地表下沉，定期用水準儀進行觀測，埋設完成后測量桿頂初始高程；最后，連通抽真空設備。

2.5 抽真空

首先是試抽真空，調整各種儀器，調好初讀數，開泵進行試抽真空，檢查密封膜密封性能。正式抽真空，要求密封膜下真空度大于630mmHg，恒載72h。真空預壓滿載計時后需要確保開泵率能滿足設計要求，滿載抽氣時間不少于90d。其次是，抽真空，真空預壓恒載，確保開泵率能滿足要求。第三，排水，觀測恒載過程中的沉降程度。

3 結果分析

3.1 地表沉降分析

軟基處理的監測項目有：真空度監測、沉降監測、孔隙水壓力監測等。沉降監測數據是固結度計算和沉降推算的依據，是對軟基處理效果進行評價的基礎數據。砂墊層的真空度用壓力表監測，觀察抽真空過程的真空度傳遞效果。當真空度滿足設計要求后開始正式抽真空并計時。觀測不同深度的淤泥層孔隙水壓力數據，該數據既能檢驗淤泥土層的真空度傳遞效果，對真空預壓效果和工程質量進行評價，又能測量淤泥土層在真空荷載下的超靜孔隙水壓力消散過程，指導施工。

3.2 真空度測試、分析

通過排水板和軟基中真空度觀測數據可解釋在抽真空過程的不同時間所需的真空泵數量不同原因：抽真空初期，膜下砂墊層與排水板、軟基之間的真空度差值較大，所需的真空泵數量較多。隨著排水板和軟基中的真空度增長至穩定，真空泵的數量需要減少。真空度測試數據分析，抽真空1～2個月后，軟基中的真空度已基本穩定可適當減少真空泵數量。

3.3 固結度分析

根據沉降觀測推算軟基的固結度，一般采用Asaoka法推算主固結沉降，然后計算固結度。固結度的好壞能夠評價真空預壓在道路軟基處理過程中的效果好壞和工程的施工質量。

4 結論

真空預壓法在道路軟基處理方面得到了廣泛應用，同時取得了很好的效果，已被大家所接受。但該法在工程應用上仍然存在很多不足，需要我們加大對該法的研究。

參考文獻

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