真空預壓法在公路加固軟土地基施工中的應用

謝長新

(鄭州市公路工程公司，河南 鄭州450000)

1 公路軟土路基的危害

在公路路基施工中，軟土路基為一種較難的路基狀況，其特征的鑒別對公路路基的鑒定產生極為重要的意義。為了找出施工路段軟土分布特征，應對工程地基進行鉆探，運用原狀土樣，開展室內土工試驗為主，靜力觸探和十字板剪切試驗相結合的原位測試，以此將軟土的物理力學參數特征得到有效對比，然后結合路基軟土層特征選擇合理的處理方法。通常情況下，軟土是指較大天然含水量、低承載力、高壓縮性的一種軟塑狀態的粘性土，其一般沉積于靜水或緩慢的流水環境中，通過生物和化學作用產生。軟土路基問題及危害主要包括以下兩方面內容。

1)強度及穩定的問題。若軟土路基的抗剪強度無法對路基及路面外荷載進行承受時，軟土路基則會有局部或整體剪切破壞產生，引發路堤塌方、橋臺破壞及失穩等問題。

2)沉降變形問題。在上部荷載和外部荷載作用下，軟土路基有較大沉降變形產生時，會對道路的正常使用造成影響，特別是有較大不均勻沉降產生時，會造成路面有開裂破壞的現象，結構物與路堤銜接處差異沉降，引發橋頭跳車、道路凹陷以及拉寬沉降縫并漏水現象，最終出現路面損壞現象。

2 真空預壓法的加固原理

真空預壓法和堆載預壓法兩者都屬于排水固結法，先在軟基對塑料排水板或袋裝砂漿進行打設，使其作為豎向排水體進行使用，并在軟基上對砂墊層進行鋪設，作為水平向排水體，通過真空壓力或堆載，有不平衡的水壓力產生，在這種不平衡力的作用下，孔隙水通過豎向排水體逐漸排出，使土體達到固結變形的效果。在堆載預壓時，由于荷載作用，地基土會有附加應力產生，孔隙水壓力對其進行承擔，而有效應力不會有變化產生。隨著時間的發展，空壓會被逐漸消散，并完全向有效應力轉變，提高了土體強度。而真空預壓法是在總應力不變的情況下，運用真空使邊界孔隙水壓力降低。

3 真空預壓法的影響因素

1)場地條件造成的影響。真空預壓法在加固滲透系數低的軟土地基中適用，若地基土存在較高滲透系數時，通常加固效果則不太顯著。在土質相同的作用下，加固面積越大，形狀會越與正方形接近，壓實效果更好。

2)地下水含量造成的影響。持續開展抽氣抽水會導致地下水位出現下降，引發土層固結問題。運用真空井點法對地下水位進行降低時，由于大氣壓產生的影響，極限水位高度大約為10 m，由于存在較低的實際使用效率，通常只能在6 m 以內。

3)豎向排水體影響加固效果。在真空預壓法加固軟土地基中，豎向排水體發揮著加快土體固結效果的作用，對負孔壓滲流場的分布造成直接影響，所以，應對排水體的間距、材料類型、深度以及打設工藝等因素進行嚴格控制，使加固的效果得到有效保障。

4 真空預壓法的施工工藝

1)豎向排水體的施工工藝。在地基里面打設的豎向排水體將真空度向下及向土體內進行傳遞，所以，豎向排水體的施工工藝對真空預壓施工的效果造成直接影響。常用的豎向排水體的形式主要包括:袋裝砂漿、普通砂井以及塑料排水板。例如袋裝砂井的施工。運用振動沉管法進行成孔處理，即向預定深度對帶活瓣尖或套有混凝土端靴的套管進行沉入，然后在管內將做好的袋裝砂井放入，拔出套管，使其構成砂井。

2)布設水平濾管施工。水平濾管有主、支管的差別，運用鋼管和PVC 管2 種材料。平面布置濾水管的形式相對較多，例如魚刺形、條形等。為了確保真空負壓向場地各個部位進行快速且均勻地傳遞，應與場地大小和形狀相結合，因地制宜地排列設計濾水管，并對幾道主管進行增設，即便對個別泵需要停機檢修，也不會對真空度造成影響。

3)鋪設塑料土工布、膜。在真空預壓施工中，運用的密封膜應為良好韌性、密封性、抗老化性以及較強抗刺穿能力的專用密封膜。與加固場地面積相比，加工好的密封膜面積應相對較大，通常要求兩邊超過加固區相應變的4～5 m。要求運用超過300 g/m2的無紡土工布作為土工布材料。為了使整個預壓過程中的密封性得到保障，在施工過程中，應先對1 層土工布進行鋪設，然后再在其上方進行2 層密封膜的鋪設，在每層鋪設完成后，都應對破漏處進行檢查并粘補，使最佳的密實性得到保障。在加固區四周，分別對土工布和密封膜進行2～3 m和4～5 m 的超寬余量的留設。

4)控制真空預壓法的施工要點:①在軟土地基上對真空預壓法進行施工時，應對豎向排水體的搭設、鋪設水平、墊層及布設水平濾管、塑料土工布、膜的鋪設以及設置密封溝等進行注意。②在真空預壓施工過程中，應建立科學的監測方法，使加載周期得到有效控制，預壓及施工的最佳時間得到確定，這是真空預壓法施工質量能得到有效控制的主要方法。③真空預壓法對軟土地基進行處理時，水平位移是向內的，這一方面對軟基處理的整體穩定產生有利作用;另一方面也會導致周圍地表面出現開裂現象，對已建的建筑物和構筑物造成影響，運用一定的措施實施防護。

5 結語

運用真空預壓法對公路軟土地基進行加固時，能夠將真空預壓和堆載預壓的各自優勢得到充分發揮，使加荷速率提升，縮短工期，使加固深度得到有效增大，基本完成了地基沉降，從而使地基工后沉降得到有效降低。

［1］ 陳珉. 真空預壓現場施工要點探討［J］. 科技風，2011(12).