公路工程施工中真空聯合堆載預壓技術的應用

張明明

摘 要：近年來，隨著我國經濟的快速增長，公路建設行業也得到了突飛猛進的發展，在公路建設中，軟土地基問題一直受到人們的關注。在公路工程軟基加固施工中，真空聯合堆載預壓技術作為主要的組成部分，具有施工速度快、操作簡單以及施工文明等特點，真空聯合堆載預壓技術的實施能夠快速排水凍結深厚軟土層地基，防止沉降現象在施工以后出現，工程施工的整體質量受施工技術水平高低的直接影響。本文主要圍繞真空聯合堆載預壓技術加固機理，重點分析了真空聯合堆載預壓技術的施工工藝及質量控制，希望能夠給今后的公路工程施工提供技術參考。

關鍵詞：公路工程；真空聯合堆載預壓技術；施工工藝

中圖分類號：U416.1 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）01-0114-02

近年來，隨著公路事業的快速發展，諸多問題也隨著出現。有些公路工程路面在使用期限內出現一定的損壞。現如今，各地的交通量都在不斷加大，車輛載荷也在日益加重，超負荷工作在公路工程中頻繁出現，施工單位需要根據實際情況，通過切實有效的技術對其進行處理，從而使公路工程的整體質量得到有效提升，使公路上車輛行駛更加的安全和舒適。在公路工程軟基加固施工中，真空聯合堆載預壓技術作為重要施工技術得到了廣泛的推廣應用，并使道路工程的整體質量得到大幅提升，意義重大。

1 真空聯合堆載預壓技術加固機理

通過長期的實踐能夠看出，在公路軟基加固工程中，真空聯合堆載預壓技術的規范應用具有良好的加固效果。通過應用該技術，不但能夠有效處理路堤填筑過程中存在的穩定性問題，而且能夠使施工周期及工后沉降大大降低。真空聯合堆載預壓技術主要是用薄膜密封需要加固的軟基，從而使大氣得到隔離。與此同時需要將真空通過射流泵進行抽離，將加固區內的空氣與水通過加固體表面鋪設的管道和豎向排水體袋裝砂井進行抽出，從而使真空狀態形成。這個時候地表砂墊層將會有負壓出現，同時向深度方向繼續延伸，對附近土體進行擴散，從而使加固土體內部。排水管道及砂墊層出現壓差。在壓差的作用下，土體孔隙水通過排水通道進行不斷排除，從而使孔隙水壓力有效降低，達到壓密土體的作用，有效提升公路工程的整體施工質量（圖1）。

2 公路工程施工中真空聯合堆載預壓技術的作用

（1）地基穩定性得到增強。真空聯合堆載預壓技術需要在真空預壓的前提下進行堆載荷外載的施加。負壓狀態將會在真空的作用下出現，從而使向內收縮變形的情況在土體中出現，能夠有效抵擋因堆載引起的向外擠出變形情況。正因為這個原因，填土施工使地基的穩定性得到有效增強。另外，向內收縮變形的情況出現在地基中，也就是在路基兩邊施加反壓護道，這種情況的出現會有效增強抗滑力矩，通過上述能夠看出，在公路施工中將真空抽出形成負壓有利于路基穩定。

（2）加固效果得到提升。加固深度受孔隙水壓力深度變化的直接影響。在軟基加固中應用真空聯合堆載預壓技術，真空度是改變孔隙水壓力的主要因素。通過長期實踐能夠看出，真空度沿深度的衰減要低于堆載時總應力沿深度的衰減程度。因此，相比于堆載預壓相比，真空聯合堆載預壓技術能夠多出許多的加固深度。真空聯合堆載預壓技術的快速固結效果也對路基的強度產生一定影響。

3 真空聯合堆載預壓技術的施工工藝

在公路施工過程中，各個施工階段都有著密切的聯系，一旦某一階段有問題出現，就會影響施工的整體質量，甚至造成嚴重損失。真空聯合堆載預壓技術在公路施工中應用時，為了避免出現安全事故，施工單位需要對真空聯合堆載預壓施工加強重視，根據施工區域的地質條件和自然條件，對其技術水平不斷提高，對施工工序有效規范，從而提高公路施工質量。

（1）首先要在軟土地基上設置排水通道，按照相關施工要求在其上部鋪設砂墊層，隨后實施打袋裝砂井作業，控制其長度到淤泥層打穿為止，一般情況下間距要適當控制在1.5米左右。

（2）埋設監測儀器。根據施工現場的路基實際情況，在試驗段設置兩個監測斷面，同時正確埋設空隙水壓力儀、測斜儀、真空度測定儀以及表面沉降板等儀器，實時監測軟基加固施工前后應力和應變變化情況。

（3）清理場地及安裝排水管道。清理干凈砂墊層表面雜物，在其表面上加鋪密封膜，防止表現出現損壞情況。接下來需要安裝真空排水管道。如果是對高速公路進行施工，長條為其主要路堤形狀，需要設置主管和濾管兩種排水管道。一般情況下，主管選用直徑為6厘米的管道，順著縱向設置兩條間隔30米的，將兩條直徑6厘米的濾管管道每個6米設置在主管兩邊，在砂墊層頂部將主管和濾管通過軟管連接起來，使其為魚骨狀，并將濾管埋入軟基內。

（4）在主管內通過密封膜和射流泵接入真空管路，通過1臺射流泵控制600—800m2的加固區。在連接管道時，要使其連接的穩固性和密封性得到保障。

（5）在完成管道鋪設以后，需要鋪設密封膜。在對密封膜進行選擇時，要確保其抗老化性良好。韌性高且抗穿刺性和密封性較高。目前主要使用的密封膜為聚氯乙烯薄膜，主要原因在于該薄膜的厚度為0.14—0.16之間。然后再加固區周圍開挖密封溝，開挖深度必須大于1.5米，并且能夠穿過淤泥層50厘米。密封膜必須在溝內實施錨固翻轉作業，選用粘性土進行回填施工，從而使土體密實度有效增強，同時實施圍堰構筑注水密封。

（6）密封膜鋪設。密封膜需要選用內聚乙烯或聚氯乙烯薄膜材質，厚度控制在0.12—0.17毫米的范圍內，與軟基加固區邊長相比，密封膜邊長需要多出3—4米。為使密封達到最佳效果，可以將密封膜埋設在密封溝內，第一層密封膜的埋設深度需要大于1米，然后按要求鋪設第二、三層密封膜。在對密封膜進行鋪設時，需要防止損壞到密封膜，從而使施工質量得到有效提高。

（7）抽真空預壓。供電線路確保正常以后，對真空進行抽離，實時檢查漏氣情況。在施工過程中，抽真空裝置為真空射流泵系統，型號為IS型，真空射流泵額定功率選用7.5KW的，控制真空壓力大于0.096MPa，從而使其滿足真空預壓的要求。在施工時，要嚴格控制抽真空速率，能夠使軟基在加固時，范圍土體不會產生瞬間破壞。因此，需要先開啟一般的真空泵，通過檢測，真空度符合要求，達到650毫米泵柱，同時沒有漏氣現象發生，才能夠開啟全部真空泵。

（8）堆載及卸載。當膜內真空度在86.6KPa以上且穩定2—3d后才能夠進行堆載作業。堆載施工以前，需要在密封膜上面鋪設一層土工布，防止在回填土料過程中嚴重損害到密封膜，第一層填料可選擇石粉或細砂等，防止對密封膜造成損壞。在填筑過程中，需要按照設計要求對土層進行分層填筑施工，碾壓時需要根據施工要求分層進行，從而使路基壓實度與施工規定相符合，并且高程達到設計要求。在停泵作業前20d，需要將堆載施工完成。

4 公路工程施工中真空聯合堆載預壓技術的質量控制

（1）測試真空度。密封膜下面的真空度只有超過80kPa并趨于穩定，才能夠算是真空預壓的正常階段，假如假如真空堆載預壓正常階段超過三個月，加固區中心點沉降率的平均值連續5—6d都低于2mm/d時，可以實施停機卸荷作業，完成卸荷后進行驗收。

（2）測試空隙水壓力。對孔隙水壓力進行多次的定時測試，通常情況下平均1d一按測量2—3次，從而充分了解在抽填過程中土體內空隙水壓力的變化情況。

（3）觀測表面沉降。在袋裝砂井施工過程中及真空預壓后認真觀測表面沉降情況，從而充分了解沉降速度、沉降總量等。

（4）觀測側向位移。促使路基中心在真空預壓的作用下出現負壓區，也可以說是在土體上施加圍壓，這種情況下側向位移的主要趨勢是逐漸移動至路基中心。在進行填土施工時，可能會出現向路基外移動的側向位移，不過這個時候的位移量相對較小，且不會危害到路基的安全性。

5 結語

近年來，我國不斷進步的科學技術使道路施工的安全性和舒適度越來越高。在公路施工過程中，想要使工程質量得到有效提升，必須選擇與之適應的施工技術，嚴格操作規范，加強質量控制，這些內容在施工中都是需要注意的重點。在公路工程建設中，真空聯合堆載預壓技術的有效應用，不但使施工工期有效縮短，而且使公路工程質量得到進一步提高，實現了公路工程的經濟和社會效益的“雙豐收”，促進了公路事業的健康可持續發展。

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