公路工程真空聯(lián)合堆載預(yù)壓技術(shù)的應(yīng)用

1.姜紅宇 2.張海波

1、410721197602022513 2、410782198501010051

公路工程真空聯(lián)合堆載預(yù)壓技術(shù)的應(yīng)用

1.姜紅宇 2.張海波

1、410721197602022513 2、410782198501010051

隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，真空聯(lián)合堆載預(yù)壓技術(shù)在公路工程軟基處理中得到了大量地應(yīng)用。作為軟基施工的重要技術(shù)，其施工技術(shù)水平的高低將直接影響到工程施工的整體質(zhì)量。本文主要對(duì)真空聯(lián)合堆載預(yù)壓法加固機(jī)理、作用、施工工藝及質(zhì)量控制進(jìn)行了分析與探究。

公路工程；真空聯(lián)合堆載預(yù)壓技術(shù)

一、真空聯(lián)合堆載預(yù)壓法加固機(jī)理

真空聯(lián)合堆載預(yù)壓法就是在大氣壓力每平方10噸的情況下，堆載預(yù)壓施工中，借助大氣的壓力，將兩者之間的功能性進(jìn)行最大限度的發(fā)揮，進(jìn)而起到土體固結(jié)收縮速度加快的作用。用薄膜對(duì)需要加固的軟基進(jìn)行密封及大氣隔離，并在射流泵的幫助下將其真空抽出，真空預(yù)壓加固過(guò)程具體來(lái)講也就是在不斷抽出地下水氣的同時(shí)，真空度不斷向加固土體內(nèi)傳遞、擴(kuò)散并在加固土體內(nèi)形成一定真空負(fù)壓和負(fù)壓梯度的過(guò)程。

二、公路工程施工中真空聯(lián)合堆載法的作用

1、提高加固效果

作為一種新型軟基處理技術(shù)，真空聯(lián)合堆載預(yù)壓法是真空預(yù)壓和堆載預(yù)壓技術(shù)的綜合，其具有這兩種預(yù)壓技術(shù)的特點(diǎn)及效果，主要應(yīng)用于具有較大荷載及承載力要求的公路工程中，在工程效果加固中，其主要具有三個(gè)特點(diǎn)。

（1）固結(jié)速度。真空預(yù)壓階段，通過(guò)濾管、砂墊層及垂直排水通道真空度向上體內(nèi)部逐漸傳遞，在壓差作用下土體孔隙水向外不斷排出，進(jìn)而起到土體排水固結(jié)的作用。在真空預(yù)壓的前提下進(jìn)行真空堆載和聯(lián)合預(yù)壓施工，這種情況下將不斷提升土體孔隙水的壓力；砂墊層及垂直排水通道在真空預(yù)壓的影響下將處于負(fù)壓狀態(tài)，此時(shí)將大大增加地基孔隙水的壓差，并加快了土體內(nèi)水的排出速度及固結(jié)速度，提高加固效果。

（2）加固深度。孔隙水壓力深度的變化對(duì)加固深度起到?jīng)Q定性作用。選用真空聯(lián)合堆載預(yù)壓法進(jìn)行軟基加固，造成孔隙水壓力改變的主要因素就是真空度。據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，真空度沿深度的衰減與堆載時(shí)總應(yīng)力沿深度的衰減程度相比較低。基于此，與一般堆載預(yù)壓相比，真空聯(lián)合堆載預(yù)壓法的加固深度要多出許多。

（3）強(qiáng)度增加。軟基處理中選用真空聯(lián)合堆載預(yù)壓法進(jìn)行加固施工時(shí)，當(dāng)真空度達(dá)80kPa時(shí)，真空荷載與4米到5米高度的填上荷載一致，在預(yù)壓施工中真空聯(lián)合堆載預(yù)壓法具有較高的等效超載高度，又在快速固結(jié)及較高影響深度的作用下，極大地增強(qiáng)了其強(qiáng)度。

2、增強(qiáng)地基穩(wěn)定性

在真空預(yù)壓的前提下真空聯(lián)合堆載預(yù)壓法必須進(jìn)行堆荷外載的施加。在真空作用下將出現(xiàn)負(fù)壓狀態(tài)，促使土體出現(xiàn)向內(nèi)收縮變形的情況，進(jìn)而將因堆載引起的向外擠出變形進(jìn)行有效抵消。由此可見(jiàn)，將真空抽出出現(xiàn)負(fù)壓對(duì)穩(wěn)定路基十分有利。

三、真空聯(lián)合堆載預(yù)壓法的施工工藝

1、將排水通道先設(shè)置在軟土地基上，遵循相應(yīng)施工要求將砂墊層鋪設(shè)在其上部，隨后進(jìn)行打袋裝砂井作業(yè)，其長(zhǎng)度控制在淤泥層打穿為止，通常情況下間距要定為1.5米以內(nèi)。

2、監(jiān)測(cè)儀器埋設(shè)。嚴(yán)格按照施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際路基情況，在試驗(yàn)段進(jìn)行兩個(gè)監(jiān)測(cè)斷面的設(shè)置，并進(jìn)行空隙水壓力儀、測(cè)斜儀、表面沉降板和真空度測(cè)定儀等儀器的埋設(shè)，對(duì)軟基加固施工前后應(yīng)力、應(yīng)變變化情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

3、場(chǎng)地清理及排水管安裝。將砂墊層表面雜物清理干凈，將密封膜加鋪到其上面避免表面損壞情況的出現(xiàn)。隨后進(jìn)行真空排水管道的安裝。在砂墊層頂部利用軟管將主管和濾管連接起來(lái)，使其呈現(xiàn)出魚(yú)骨狀，并在軟基內(nèi)埋入濾管。

4、將真空管路接入主管內(nèi)，通過(guò)密封膜與射流泵進(jìn)行有效連接，600平方米到800平方米的加固區(qū)內(nèi)由一臺(tái)射流泵進(jìn)行控制。管道連接過(guò)程中，必須確保其連接的穩(wěn)固性及密封性。

5、鋪設(shè)管道施工結(jié)束后，要進(jìn)行密封膜鋪設(shè)作業(yè)。應(yīng)選用具有良好抗老化、高韌性及較強(qiáng)抗穿刺性、密封性等密封膜，現(xiàn)階段主要選用聚氯乙稀薄膜作為其密封膜，這種膜的厚度主要在0.14毫米到0.16毫米之間。隨后在加固區(qū)周圍進(jìn)行密封溝的開(kāi)挖，其深度控制在1.5米以上，并穿過(guò)淤泥層50厘米以上。在溝內(nèi)密封膜必須進(jìn)行錨固翻轉(zhuǎn)作業(yè)，回填時(shí)要選用粘性土進(jìn)行施工，以此有效增強(qiáng)其密實(shí)度，同時(shí)進(jìn)行圍堰構(gòu)筑注水密封。

6、密封膜鋪設(shè)完成后，就要進(jìn)行真空抽取作業(yè)，這個(gè)過(guò)程中要對(duì)漏氣情況進(jìn)行隨時(shí)檢查，通常在地基、邊溝、薄膜及接頭等位置出現(xiàn)漏氣情況。一般情況下，膜內(nèi)真空度要超過(guò)70kPa，必須在密封膜鋪設(shè)后7到10天的時(shí)間，這個(gè)過(guò)程結(jié)束后，需進(jìn)行2到3天的穩(wěn)定，之后在進(jìn)行堆載施工。堆載施工前，應(yīng)將一層防避免填土料將密封膜頂破的無(wú)紡布等織物加鋪在密封膜上，只有這樣才能提高施工的質(zhì)量。

四、真空預(yù)壓質(zhì)量控制

1、真空度測(cè)試。真空預(yù)壓正常階段就是密封膜下面真空度超過(guò)80kpa并穩(wěn)定在這個(gè)范圍的情況下，如真空堆載預(yù)壓正常階段3個(gè)月后，連續(xù)5、6天加固區(qū)中心點(diǎn)沉降率的平均值都在2mm/d以下時(shí)，就能進(jìn)行停機(jī)卸荷作業(yè)，并進(jìn)行必要的驗(yàn)收作業(yè)。

2、空隙水壓力測(cè)試。定時(shí)進(jìn)行多次測(cè)試，一般情況下平均1天要進(jìn)行2到3次的測(cè)量，進(jìn)而對(duì)土體內(nèi)空隙水壓力在抽填過(guò)程中的變化進(jìn)行充分了解。

3、表面沉降觀測(cè)。表面沉降觀測(cè)要在袋裝砂井施工過(guò)程中級(jí)真空預(yù)壓后進(jìn)行，以此對(duì)沉降速度、沉降總量等進(jìn)行充分了解。

4、觀測(cè)側(cè)向位移。在真空預(yù)壓的作用下，促使路基中心有負(fù)壓區(qū)的出現(xiàn)，也就是說(shuō)將圍壓施加在了土體上，這種情況下側(cè)向位移的位移趨勢(shì)主要是向路基中心逐漸移動(dòng)。在填土施工中，側(cè)向位移可能向路基外移動(dòng)，但此時(shí)其具有較小的位移量，并不會(huì)對(duì)路基的安全性造成極大的危害。

五、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，在公路工程建設(shè)中，每個(gè)施工階段都存在著必然的聯(lián)系，如其中一個(gè)階段出現(xiàn)問(wèn)題，都會(huì)對(duì)工程的整體質(zhì)量造成極大的損失。真空聯(lián)合堆載預(yù)壓技術(shù)作為公路工程軟基施工的重要技術(shù)，其施工技術(shù)水平的高低將直接影響到公路工程的整體質(zhì)量，為防止任何安全事故出現(xiàn)在施工中，相關(guān)部門(mén)及施工企業(yè)必須重視真空聯(lián)合堆載預(yù)壓施工，根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的具體情況及當(dāng)?shù)刈匀粭l件、地質(zhì)等條件，提高其技術(shù)水平，規(guī)范施工工序，只有這樣才能確保公路工程的整體質(zhì)量。

［1］朱建才；真空聯(lián)合堆載預(yù)壓加固軟基機(jī)理及工藝研究［D］；浙江大學(xué)；2014年

［2］趙常洲；高速公路軟基真空—堆載聯(lián)合預(yù)壓加固機(jī)理及其數(shù)值模擬［D］；中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京）；2008年