公路路基加固施工中的真空聯合堆載預壓技術研究

雷革平

摘 要：為了保證公路的行車安全以及使用的耐久性，在公路施工過程中必須打好路基。真空聯合堆載預壓技術在縮短工期、保證工程質量、提高施工效率等方面具有極大的優勢，目前我國在公路路基加固過程中使用最為廣泛。該文概述真空聯合堆載預壓技術及其加固機理，闡述了其在公路路基加固施工中的作用，并具體分析了在公路路基加固施工中實施真空聯合堆載預壓技術的工藝過程，指出施工過程中的質量控制要點，以期提高公路路基加固的施工水平。

關鍵詞：公路路基 加固 真空聯合堆載預壓技術

中圖分類號：U416 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）12（c）-0023-01

真空聯合堆載預壓系統主要由排水系統、加壓系統和真空系統三部分組成。排水系統主要由豎向排水體和橫向排水體兩部分組成，在我國橫向排水體通常采用中砂或者粗砂，含泥量一般在5%以下，厚度在40～70cm之間，表面鋪設整齊。加壓系統通常情況下就是填土堆載，在堆填過程中要采用分階段堆填的方法，直到達到設計的高度，與此同時還要保證地基的穩定性。通常情況下，真空系統能夠在橫向排水體中形成60～80kPa的負壓。濾水管鋪設在橫向排水體中，形成網絡狀態，主要是為了使在抽真空過程中形成的負壓能夠在橫向排水體和豎向排水體中快速地散發出來。真空聯合堆載預壓荷載和4 m高的填土作用在地基上相當，它可以有效地提高地基的承載力，從而消除施工后土地的沉降。固結之后，地基土的強度可以提高兩三倍，加固效果非常明顯。

1 真空聯合堆載預壓技術加固機理

真空聯合堆載預壓法是同時實施堆載預壓和真空預壓這兩種軟土地基加固方法的聯合施工法，它充分利用了兩種方法的加固效果可以疊加的特點，對軟土地基進行大面積加固。它主要是在需要加固的地基內設置砂井或者排水板，作為豎向的排水通道，然后在地面上鋪設砂墊層作為水平排水層，與此同時在上面鋪上不透氣的密封膜，從而和大氣隔絕。通過埋設于砂墊層中的吸水管道，用真空裝置把其中的空氣抽取出來，同時將膜內的空氣排出來，這時膜內外就會產生一個氣壓差，這部分氣壓差就會變成地基上的荷載。膜內的空氣不斷地向外排除，氣壓差會不斷增大，同時通過豎向排水體傳遞到地基深處，地基中的水和氣被不斷排除，從而加快土體固結，提高土體強度。

2 真空聯合堆載預壓技術在公路路基加固施工中的作用

比起真空預壓法，真空聯合堆載預壓技術在軟土地基上可以獲得更大的預壓荷重，所以在實際工程中應用很廣，主要用于承載力要求較高、荷載量大的公路工程中。（1）具有加固作用。真空聯合堆載預壓技術能提高土體內部的空隙水壓力，同時使砂墊層和垂直排水通道中的空壓處于負壓狀態，逐漸增大地基中孔隙水的壓差，加強土體的排水效果，從而提高加固速度，固結的速度愈快，加固效果也就越明顯。真空度引起孔隙水壓力變化，加固深度也比普通的堆載預壓方法大。在預壓的過程中，如果真空度達到80kPa，將大大超出等效超載的高度，有效提升地基的強度，從而提高其幅度。（2）加強地基的穩定性。采用真空聯合堆載預壓技術能增加堆荷的外載，真空自身將產生一定的負壓，導致土體向內收縮變形，從而消除堆積所造成的向外擠出變形，因此在填土的過程中有效地提升了地基的穩定性。

3 公路路基加固施工中真空聯合堆載預壓技術的施工工藝過程

真空聯合堆載預壓的施工過程主要包括真空預壓和堆載預壓，真空預壓需要設置豎向排水體、橫向排水體、抽真空裝置，然后密封，抽真空。等真空度符合要求后，就可以在真空薄膜上分次、分級堆筑路基土方，人工和機械壓實，而且必須達到壓實度要求。具體施工工藝過程如下。

（1）打設好塑料排水板的軟基。在鋪設塑料排水板之前要先鋪設30cm厚的砂墊層，通常情況下，插板機會在該層的頂部工作，塑料排水板的板頭部分需要露出墊層。為了使排水能夠達到最好的效果，砂墊層最好采用中砂或者粗砂，含泥量要小于5%。（2）填埋濾水管道。在打好塑料排水板的軟基之后要填埋濾水管道，主要鋪設直徑6cm，排距一般是5～10cm的主管和濾管，同時把這兩種管道用軟管連接起來，連接好之后，需要在上面鋪設20cm的砂墊層。（3）鋪設厚度約0.15mm的密封膜。首先要在砂墊層上鋪設一層250g/m2無紡布，這樣才能使密封膜在堆載過程中不受到損害，之后再將已經壓制成型的三層密封膜一層一層鋪好。為了保證密封膜鋪設整齊，最好選擇在無風的天氣進行鋪設，盡量在1d內鋪完，與此同時還應該用砂袋壓好。在密封膜鋪設完成后要及時設置出膜裝置，安裝 7.5kW射流式真空泵和觀測儀器。（4）安裝抽真空系統并抽真空。在密封膜鋪設好之后就要安裝抽真空系統，同時抽真空，與此同時還要檢查是否漏氣。（5）真空預壓后覆水。抽真空中，膜內真空度達60kPa時，膜上需要進行逐次覆水，水位高出膜10cm。第一次覆水水深最好是1 m，在覆水的過程中要及時注意沉降、真空度和滲漏等問題，遇到危險的時候要及時停止。真空度到80kPa后，穩定真空度一直保持。這段時間一般是7～10 d。（6）增加加固效果。在真空和膜上水荷載的聯合作用下，地基的加固效果會不斷地提高。（7）卸載。在預壓的過程中需要進行及時的監測，達到指定指標后，經過監理驗收，就可以終止預壓、停泵，進行卸載。

4 真空聯合堆載預壓技術的施工質量控制要點

（1）膜下真空度穩定而且滿足了設計指標之后，才可以進行路堤施工，不然會因為真空加固的漏氣問題造成堆載上去之后很難處理；（2）第一次堆載過程中，為避免弄破密封膜，要精心鋪設膜上和膜下的一層無紡土工布。要注意塊與塊之間的搭接長度至少達到15 cm，然后用繩結好。鋪設的時候把無紡土工布伸進到密封溝里一部分；（3）第一層細料或者細砂的上面先進行人工攤鋪，后面的每層堆載厚度控制在30 cm以下，用機械由近向遠、由輕到重，多次碾壓推進，達到壓實度的指標要求；（4）鋪荷載前測量一次沉降觀測標桿，記住堆載前沉降曲線的起點，堆載時要注意保護，便于以后分析加固效果。

5 結語

真空聯合堆載預壓技術雖然投資大，但是具有土體固結快速、安全、施工效率高的優點。真空聯合堆載預壓技術加固的深度相對來說比較深，也加快了施工期間的沉降速度和土體的固結速度，減小了施工后的沉降，可以提高公路路基的強度和穩定性，從而增加了公路的使用壽命，所以被越來越多地應用到公路施工過程中。

參考文獻

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