在市政工程建設中真空聯合堆載預壓法的應用

張書鈺

（福建省融旗建設工程有限公司，福建 福州 350004）

在市政工程建設中真空聯合堆載預壓法的應用

張書鈺

（福建省融旗建設工程有限公司，福建 福州 350004）

隨著社會的發展和進步，各種施工技術在工程施工建設中發揮越來越重要的作用。在沿江、沿海地區，基礎建設經常遇到軟土地基處理的問題。過程中任何問題的處理的原則都是在保證質量的前提下，力求經濟合理，并滿足工期要求。真空聯合堆載預壓法綜合了真空預壓和堆載預壓兩種方法的優點，在工程工期和經濟方面均有較好的效果。

市政工程；軟基處理；真空聯合堆載預壓法

一、概述

真空聯合堆載預壓技術是一種綜合了堆載預壓技術和真空預壓技術的優點發展起來的一種排水固結法（預壓法）的軟土地基加固方式，適用與軟粘土和淤泥質土地基。經過多年的發展研究和實踐，這種真空聯合堆載預壓技術具有一定良好的應用效果，因此被越來越多的使用在沿江沿海地區的軟土路基加固的建設中。相比較堆載預壓法來說，真空聯合堆載預壓法不會出現地基不穩定以及棄土的問題。在利用真空聯合堆載預壓法來進行加固軟土地基的時候，可以在一定程度上解決施工過程中出現的不足和缺陷，還因為具有造價合理、容易控制質量、節省材料、耗能少、無污染以及低噪音等特點，已經被大量運用到超軟土大面積的地基加固中。從施工方面來說，已經具有相對比較成熟的真空預壓技術，但是在實際運用的時候還是會出現很多問題和不足。真空聯合堆載預壓法是通過真空預壓變化發展出來的處理軟土地基的方法，具有廣闊的前景、優良的效果。在我國沿江沿江沿海地區的發展過程中，已經大量運用真空聯合堆載預壓技術。由于這種方式存在的優勢和特點，在使用的時候可以比較有效解決施工周期短和工程造價高之間的矛盾問題，具有較高的經濟效益和社會效益。

二、工程概況

福州市江陰工業區國盛大道工程包括一座橋梁，鋼筋砼箱涵兩座及道路排水工程，工程全長5.76KM，總造價2.12億元。工程最大的特點是建設場地位于剛圍墾的海灘地上，全線均為軟土地基，場地下的海泥軟土層厚平均超過17米。依據實際勘察結果可以發現，沿線具有第四系填筑土層、沖積層、種植土層、殘積土層等，其中軟基處理是該工程施工的重點和難點，軟基處理主要采用真空吸水聯合堆載預壓工藝。施工區域內部具有比較發達的水系，密布池塘、河網會因為季節的變化影響水位，會很大程度受到潮汐影響，流速、比降相對較小，水質屬于半咸水，會隨著潮汐變化改變咸度，水流比較平穩，屬于微咸水或者淡水。每天漲落兩次潮水，一般相差2m，一般來說，不會具有太大的內部地下水位變化，主要就是通過河潮水以及降水進行水分補給。

三、設計真空聯合堆載預壓的原理和方案

（一）基本概念

真空聯合堆載預壓主要就是在真空預壓的基礎上進行施工的前提下，當膜內真空符合相關設計需求的時候，并穩定一到兩周以后再進行堆載預壓施工。相比較于真空和堆載預壓技術來說，這種聯合的方式具有上述兩種技術的優勢和特點，可以適當增加壓力差，以便于可以適當增加滲透率，保證路基水分可以更加快速的消散，提高固結速度，保證具有一定加固效果。因為堆載預壓方式具有比較長的加固時間、很難控制安全性；深層攪拌樁、CFG樁等方式存在工程造價高，很難大面積使用；但是真空聯合堆載預壓這種方法明顯可以縮短周期、提高荷載速率、降低加固后沉降、工程造價合理等優點，具有十分良好的應用前景。

（二）設計原理

真空聯合堆載預壓技術的基本原理實際上就是在需要進行軟土地基加固的部分設置一定的塑料排水板或者砂井等排水通道，做為豎向排水通道。在地面上合理的鋪設透水墊層，并在其中鋪設排水濾管道，以此來當作水平排水通道，然后在上面覆蓋不透氣的密封膜，保證可以順利隔絕大氣。利用真空設備對敷設在透水層的吸水管道進行抽氣，然后排出密封膜內部空氣和水分，保證能夠形成氣壓差，形成的氣壓差可以在一定程度上類似于相應高度下的路基荷載。然后在密封膜上進行堆載，形成雙重的地基荷載，不斷排出地基中的氣、水，從而形成地基的固結。這種方法有機結合路基堆載處理技術以及真空預壓技術，在真空預壓的時候，產生負壓，使土體產生向內收縮的變形，在進行堆載預壓的時候，會使得地基出現一定的向外側的形變，使用真空聯合堆載預壓這種有機結合真空預壓技術以及路基堆載處理技術的方法，使堆載形成的向外側向的形變和真空形成的向內側向形變可以相互抵消，使施工過程中的地基更加穩定。此外，在基于真空荷載作用的情況下，會形成固結的地基土，提高強度，確保可以快速進行堆載，并且不會破壞穩定性[1]，有利于縮短工期。

（三）流程和工藝

1、平整場地，首先要把場地平整清楚，清除石塊、樹根等各種尖銳物體；

2、鋪設300-500mm厚的中粗砂墊層，打塑料排水板；

3、再鋪設300-500mm的中粗砂層，砂層要盡量鋪筑的平整、密實，并且要清除表面的石子貝殼等雜物；

4、鋪設濾管，在砂層中敷設水平方向的濾管，濾管用有均勻的孔洞的塑料管，并在管外包上土工布，管道的各個接頭要保證氣密性良好。

5、鋪密封膜。在砂層上整齊的鋪好一層土工布，再鋪密封膜。

6、安裝抽真空裝置。大約每700-800平方米布置一套真空射流泵，并且要預留有備用泵；要保證各個接口有良好的氣密性；

7、密封。在四周挖好密封溝，把密封膜放入溝中，回填，密封；

8、抽真空。上面的工序完成后，就可以開始抽真空了，邊抽邊檢查密封情況，及時對發現的漏氣部位進行處理，直到膜下的真空度達到要求（一般是-80kPa），并且穩定下來；

9、設沉降觀測桿。在膜下真空度達到要求，并穩定1-2周后，在密封膜上再蓋一層土工布，并在上面放好沉降觀測桿，注意不要破壞了密封膜；

10、堆載。為了保護密封膜，要用人工在土工布上再鋪一層 300-500mm的砂墊層，并且要求砂中無石子、樹枝等雜物，然后就可以逐層進行堆載預壓。

四、真空聯合堆載預壓技術的效果和影響

（一）施工效果

本工程經過真空聯合堆載頂壓，大部分路段都具有符合標準規范的沉降，除了K2+600～K2+720路段具有比較小的沉降外，真空預壓效果還是十分理想的。大約需要施工 150天。現階段，此工程已經竣工驗收，并已通車，路基整體情況穩定，完全達到了設計規范和沉降的要求。

（二）對周邊環境的影響

1、對地表的影響

在處理地基的時候，使用真空聯合堆載頂壓，會在一定程度上影響周圍環境，最主要的就是使得附近道路出現裂痕、局部農田下降以及抽出的地表咸水會有部分流入到農田等問題。

2、對高聳結構物的影響

在 K1+120道路左側，有一座未拆除的倉庫，邊緣的部位距離真空邊界大約15m。在使用真空預壓以后，開始出現倉庫下沉，最終會達到 30cm的沉降，倉庫外表面會出現一定的墻皮剝離、脫離問題。通過分析上述問題，需要適當停止進行抽空作業，可以適當變為堆載預壓的方式。

（三）對工程造價和工期的影響

真空聯合堆載預壓方法對于周邊農田和高聳結構物來說，有很大影響，會產生一定的修復費用，增加工程造價；

與一般的堆載預壓方法相比，真空聯合堆載預壓費用會偏高，但工期大大縮短；與其他較常用的深層攪拌樁、CFG樁等軟土地基處理方法相比，采用真空聯合堆載預壓方法的費用就大大的降低了，而工期卻差不多。

結束語：

總而言之，真空聯合堆載預壓技術在市政工程中應用具有一定的效果和廣闊的應用前景。經過大量實踐表明，真空聯合堆載預壓可以適當的降低軟土地基固結時間，縮短整體施工周期，充分滿足設計沉降和路基沉降的實際規范需求；但對于高聳的建筑結構來說，這種施工方式具有很大影響；這種施工技術會對周圍環境產生比較大的影響，導致出現房屋開裂、莊稼枯萎、農田下沉以及出現生產矛盾等，處理不好會出現中斷施工、增加施工周期、影響施工進度、增加成本以及管理難度等問題。

[1] 張會榮,黃耀儉.真空聯合堆載預壓法在市政工程建設中的應用[J].山西建筑,2010,35(8):277-278.

G322

B

1007-6344（2015）09-0126-01