淺析公路軟土路基真空預壓施工技術的應用

張 萌

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淺析公路軟土路基真空預壓施工技術的應用

張 萌

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隨著改革開放的不斷深入，我國公路事業也得到了極大的發展。作為一種新型地基加固方式，真空預壓技術在公路軟基加固中得到了廣泛地應用與推廣。本文主要對真空預壓的概況、施工工藝及質量控制進行了分析與探究。

真空預壓；公路工程；軟土路基

在公路工程建設中，每個施工階段都存在著必然的聯系，如其中一個階段出現問題，都會對工程的整體質量造成極大的損失。真空預壓技術作為公路工程軟基施工的重要技術，其施工技術水平的高低將直接影響到公路工程的整體質量，為防止任何安全事故出現在施工中，相關部門及施工企業必須重視真空預壓施工，根據施工現場的具體情況及當地自然條件、地質等條件，提高其技術水平，規范施工工序，只有這樣才能確保公路工程的整體質量。

一、真空預壓的概況

真空預壓法是在需要加固的軟土地基表面先鋪設砂墊層，然后埋設垂直排水管道，再用不透氣的封閉膜使其與大氣隔絕，薄膜四周埋入土中，通過砂墊層內埋設的吸水管道，用真空裝置進行抽氣，使其形成真空，增加地基的有效應力。當抽真空時，先后在地表砂墊層及豎向排水通道內逐步形成負壓，使土體內部與排水通道、墊層之間形成壓差。在此壓差作用下，土體中的孔隙水不斷由排水通道排出，從而使土體固結。主要反映在以下幾個方面：第一，薄膜上面承受等于薄膜內外壓差的荷載；第二，地下水位降低，相應增加附加應力；第三，封閉氣泡排出，土的滲透性加大。真空預壓是通過覆蓋于地面的密封膜下抽真空，使膜內外形成氣壓差，使粘土層產生固結壓力。即是在總應力不變的情況下，通過減小孔隙水壓力來增加有效應力的方法。真空預壓和降水預壓是在負超靜水壓力下排水固結，稱為負壓固結。

二、真空預壓技術的施工工藝

1、施工準備。作為一種新型軟基加固技術，真空預壓施工極為復雜，為此必須做好施工準備工作。首先，在加固區邊界定位中施工單位必須嚴格遵循路基軟土地基設計圖進行確定，隨后將加固區內的雜物清理干凈，如草根等，場地高度差必須控制在15厘米以內，地基土則必須進行放樣測量。并檢驗沙袋、聚氯乙烯薄膜及中粗砂是否符合技術標準及設計要求，并將檢驗報告提交監理工程師審核批準。在取得監理工程師批準后，開始進行真空預壓的下一步施工。

2、鋪設砂墊層。在抽真空過程中，砂墊層的功能就是將豎向排水體進入墊層內的滲流水從土體內及時排除，縮短土層固結時間，并避免土顆粒堵塞排水系統等情況的出現。墊層質量對軟基加固效果與預壓時間起到直接的影響。工程要求與地質條件是決定豎向排水體的主要因素，在軟土層厚度低于5米、薄粉砂夾層較多的情況下，如其固結速度符合施工規定，則不需要進行豎向排水體的設置。當加固地基具有較深的淤泥層，則必須進行抽真空系統與豎向排水系統的同時設置。

3、真空預壓施工。主管與濾管是砂墊層內埋設的主要管道，其功能就是進行真空壓力的傳遞與排出流入砂墊層的水，一般選用自來水管與PVC管作為主管與濾管的主要材料。高速公路軟基施工中，都會選用條形、魚刺形作為主管、濾管的平面布置形式。本工程選用雙排魚刺形作為主管、濾管的布設形式，布置過程中，應確保循環管放置的合理性。選用橡膠軟管作為各管連接的主要材料，對路基沉降問題進行有效處理。

在水平排水砂墊層中部埋設濾管，并在其上方進行砂覆蓋層設置，厚度為0.15到0.2米之間，避免濾水管上尖利物體將密封膜穿破。主管的作用就是將真空度均勻傳遞給濾管，通常不進行孔洞的搭設，并確保主管直徑在濾管以下。

沿加固區邊界進行密封溝開挖，其深度必須滿足地下水位，并將透水層切斷，溝底寬度則控制在0.4米以上，這樣可以確保密封膜和溝底粘土之間的緊密性。沿密封溝外溝沿設置圍堰位置，并通過粘土夯筑。

為提高真空預壓工程的質量，必須重視其密封性。密封膜作為真空預壓工程密封的主要材料，必須具有較輕的重量、較高的強度、韌性及良好的抗老化能力等。本工程選用的密封膜為聚氯乙烯薄膜。加工薄膜過程中，應對密封溝埋設部分進行充分考慮，不能拉的過緊，避免損壞薄膜情況的出現。

三、公路軟基施工中真空預壓質量控制

1、真空度測試。真空預壓正常階段就是密封膜下面真空度超過80kpa并穩定在這個范圍的情況下，如真空堆載預壓正常階段3個月后，連續5、6天加固區中心點沉降率的平均值都在2mm/d以下時，就能進行停機卸荷作業，并進行必要的驗收作業。

2、空隙水壓力測試。定時進行多次測試，一般情況下平均1天要進行2到3次的測量，進而對土體內空隙水壓力在抽填過程中的變化進行充分了解。

3、表面沉降觀測。表面沉降觀測要在袋裝砂井施工過程中級真空預壓后進行，以此對沉降速度、沉降總量等進行充分了解。

4、觀測側向位移。在真空預壓的作用下，促使路基中心有負壓區的出現，也就是說將圍壓施加在了土體上，這種情況下側向位移的位移趨勢主要是向路基中心逐漸移動。在填土施工中，側向位移可能向路基外移動，但此時其具有較小的位移量，并不會對路基的安全性造成極大的危害。

5、當處理區內有充足水源補給的透水層時，應采取封閉式板樁墻加溝內覆水或其他密封措施隔斷透水層。當面積較大時，宜分區預壓，區與區間隔距離2～6m為佳。應做好真空度、地面沉降量、水平位移、空隙水壓力和地下水位的現場測試工作，掌握變化情況，作為檢驗和評價預壓效果的依據。冬季施工時，應對薄膜、管道、閥門及真空表等采取常規保溫措施。冬季抽氣，應避免過長時間停泵，否則膜內、外管路會發生冰凍而堵塞。

四、結束語

綜上所述，隨著國民經濟發展速度的不斷提升，在公路工程施工中，只有根據相關施工要求進行施工，才能提升公路工程的質量。真空預壓技術作為公路工程施工建設的重要組成部分，只有在了解軟基特點的基礎上，才能提高其技術水平，提高工程質量，并為實現高速公路工程經濟效益最大化提供可靠保障。

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