真空預壓法在軟土路基施工中的應用

井紅兵

(鹽城市交通規(guī)劃設計院)

1 真空預壓法的工作原理

真空預壓法的具體工作原理為首先是在軟土路基中上設置排水或者袋裝砂井，以此作為軟基的豎向排水通道，同時在路基上鋪設砂墊層，以此作為軟基的橫向排水通道，接著在上面覆蓋一層不透水的密封薄膜，從而將路面與大氣隔絕開來，這樣通過砂墊層中的吸水通道即可在路基中產(chǎn)生一個氣壓差，此氣壓差在路基中的作用就相當于在路基表面施加一個荷載，隨著密封薄膜內(nèi)的空氣的逐漸減少，膜內(nèi)的真空度不斷提高，作用在路面表面上的氣壓差也不斷增強，從而將軟土路基中的氣體和水排除，最終實現(xiàn)軟土路基的固結(jié)效果。如圖1 所示為真空預壓加固工藝示意圖。采用真空預壓法進行處理的軟土路基不會對后期的路段施工造成不必要的影響，通過隨著路基的加高，軟土路基的固結(jié)會得到加強，因此真空預壓法在高速公路軟土路基處理中的應用具有非常理想的效果。

圖1 真空預壓加固工藝示意圖

2 工程概況

本工程為某市一高速公路A30 標段工程。工程所在區(qū)域為濱海平原相和和瀉湖沼澤相沉積，地層的分布情況較為復雜。在橋頭存在一些高填方的路段，填方高度最大可達到5 m，在其底部存在較厚的軟臥層，土層為淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土。因此為了確保工程施工的順利，針對該標段存在的軟土路基的問題，經(jīng)過分析研究，決定采用真空預壓技術(shù)對其進行加固處理。

3 真空預壓技術(shù)施工工藝

3.1 施工工藝流程

如圖2 所示為真空預壓技術(shù)施工工藝流程。以下將主要對工藝流程中的要點進行闡述。

圖2 真空預壓技術(shù)施工工藝流程

3.2 施工要點和質(zhì)量控制

(1)施工準備工作。首先應根據(jù)設計圖紙的內(nèi)容對軟基處理的施工范圍進行確定，本工程中需要進行軟件處理的范圍為一個矩形區(qū)域，尺寸為200 m×88.3 m。接著對施工場地的地面高程進行測量，并做好平整處理，從而確保地面平整密實，同時應在適當?shù)奈恢迷O置排水溝，加強場地內(nèi)的排水，確保場地干爽，最后在指定的位置埋設施工沉降觀測板和土中原型觀測儀。

(2)鋪設砂墊層。根據(jù)本工程的設計要求，設置砂墊層采用的材料為中精粗河砂。本工程需要鋪設50 cm 厚的砂墊層，首先鋪設一半的砂墊層，接著采用機械對其進行振搗密實，同時在場地的邊角處預留2 m 的砂墊層超寬，以此為施工機械調(diào)頭提供足夠的空間。當塑料排水板施工完成之后，即可將剩余的一半砂墊層鋪設完成。

(3)施工排水板。首先應根據(jù)設計的要求合理選擇施工機械，同時進行塑料排水板的購買，在材料正式使用之前，應抽樣并送至檢驗機構(gòu)進行質(zhì)量的檢查，符合要求方可使用。施工前應根據(jù)位置的順序，在排水板上進行編號，同時按照梅花形進行放樣，同時在施工樁位上做好樁為標記。本工程排水板按照樁間距1.4 m，排間距1 m 的尺寸要求進行布置，這樣可以確保排水板之間的間均為1.4 m。當進行排水板的施打時，應嚴格控制好排水板的長度，從而避免出現(xiàn)回帶的問題，同時還應仔細觀察振錘提升的高度以及落下的位置，從而防止出現(xiàn)偷工減料的問題，避免出現(xiàn)接上板。在施工過程中應加強對工程的檢查，施打完成之后應及時對施打記錄進行抽檢，比如采用在塔架上系吊錘的方式對排水板的垂直度進行檢查。檢查完成之后應督促相關(guān)人員做好簽字確認，這樣才能有效的確保排水板的施工質(zhì)量。

(4)埋設吸水管。吸水管主要分為主管和支濾管兩種。本工程采用的主管和支濾管均采用PVC 管，前者管道直徑為80 mm，后者則為直徑50 ～75 mm。主管和支濾管之間采用變徑三通、四通的連接方式，管徑的對接采用鋼絲吸水管連接的方式。主管和支濾管全部埋深在砂層中，同時采用出膜器和吸水管將其與真空泵連接在一起。

(5)挖密封溝。在真空預壓施工中，密封溝主要是起到密封加固區(qū)周邊的作用，因此密封溝是設置在加固區(qū)的周圍。對密封溝進行施工采用的是挖土機開挖為主，人工為輔的方式。當密封膜鋪設完成之后，即可對密封溝進行回填，通常采用淤泥或者粘土。當進行密封溝的開挖施工時，可以同時進行主管和支濾管的施工，并且還應將露出砂墊層表面的塑料排水板埋入到砂墊層中，接著對砂墊層進行清理，確保其表面無雜物。

(6)鋪設密封膜和土工布。在正式使用密封膜和土工布之前，應先進行抽樣檢查，確保符號要求之后方可使用。在鋪設密封膜之前，應先對砂墊層的表面進行檢查，確保其上不存在尖銳的雜物，防止對密封膜造成損壞，接著采用人工的方式對其表面進行細平，并根據(jù)要求在合適的位置埋設真空表側(cè)頭和其他觀測儀器，之后即可開始進行密封膜的鋪設。首先鋪設一層土工布，接著將整個預壓施工范圍內(nèi)鋪設兩層土工膜，并將膜的四周埋設到密封溝內(nèi)，當進行密封溝的回填時，采用填土將膜一起埋入到密封溝內(nèi)，回填第一層土時，應確保膜體與緊貼著溝底和溝壁，同時還應確保有膜體一定的預留寬帶超出密封溝延伸到預壓施工范圍之外。當在膜上鋪設沉降標底座時，應采用土工布進行保護，從而避免其對薄膜造成損壞。

(7)出膜連接和真空泵系統(tǒng)安裝。本工程采用的真空泵為JZJX 型真空泵，真空泵與真空主管之間的連接采用的是出膜其和吸水管，連接時應確保密封牢固。

(8)抽真空預壓施工。當真空泵連接完成之后，首先應進行真空泵試抽真空。將真空泵開啟，并查看真空計，確定真空度是否能夠達設計值，如果達不到要求，應對機械和薄膜的密封情況進行檢查，查明原因，并及時采取措施進行處理。在本工程中一共采用6 臺真空泵投入使用，其中3 臺作為備用。當試抽真空符合要求之后，即正式進行抽真空作業(yè)。抽真空進行7 d 之后，密封膜下的真空度穩(wěn)定在75 ～78 kPa 之間，這符合設計的要求。為了有效的確保真空預壓的施工加固效果，真空預壓一共持續(xù)了20 d。在真空預壓施工中，在加固區(qū)的周邊出現(xiàn)了一些較大的裂縫，裂縫的最大寬度達到了10 cm，同時有進一步擴大的趨勢。因此為了避免裂縫對預壓施工造成影響，針對裂縫這一問題，對于發(fā)展較深的裂縫采用灌漿的措施進行處理。在抽真空作業(yè)過程中，應按時對真空泵的電力供應情況進行檢查，并密切關(guān)注檢測儀表的情況，同時加強對真空泵的檢修工作，檢修時應避免影響真空值，最后應做好施工相關(guān)數(shù)據(jù)的記錄和處理，認真記錄好真空度和沉降情況。

4 結(jié) 語

文章通過針對某高速公路在橋頭存在一些高填方的路段，填方高度達到5m 同時其底部存在較厚的軟臥層，因此對其采取真空預預壓法軟基處理技術(shù)。從工程實踐經(jīng)驗表明，軟土路基通過采取真空預壓法處理后，其不會對后期的路段施工造成不必要的影響，在高速公路軟土路基處理效果較為顯著，可為同類工程提供參考實例。

［1］李洪安，馬海春，唐彤芝.真空預壓處理軟基技術(shù)及其發(fā)展［J］.山西建筑，2008，(16):122－124.

［2］王緒民，趙若華，苗永剛.堆載預壓與真空預壓加固軟土地基機理的比較分析［J］.工程勘察，2009，(9):68－69.