真空預壓法在市政工程軟土地基處理中的應用探討

劉沫

摘 要：軟土地基具有有機質含量大、孔隙比大、含水量大、壓縮性高、承載能力較低的特點。真空預壓法在市政工程軟土地基處理中的應用，能夠有效提升地基承載力。對此，本文首先對軟土地基的特點進行介紹，然后對真空預壓法進行分析，并以某市政工程為研究對象，對真空預壓法在市政工程軟土地基處理中的應用要點進行詳細的探究，以期為類似工程提供借鑒。

關鍵詞：真空預壓 軟土 施工

中圖分類號：TU753 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2018）08（a）-0061-02

真空預壓是一種相對成熟的施工工藝，被廣泛應用于巖土工程軟土地基施工中。軟土地基空隙較大、含水率高、壓縮性強、承載能力較低，通過應用真空預壓施工技術，不僅施工方式便捷，而且還能夠提升地基承載力水平。因此，對真空預壓法在市政工程軟土地基施工中的應用方式進行了詳細探究。

1 軟土的特性

軟土是在靜水或相對較慢的流速水環境中形成的，有時還伴有生物和化學沉積。軟土的顆粒主要由粘土顆粒和粉粒組成，軟土中粘土顆粒含量幾乎為50%，也就是說，超過一半粒徑土壤顆粒小于0.005mm。軟土中也含有較多的礦物成分，其中包括原生礦物和次生礦物。長石、石英、方解石和云母是主要的原生礦物，其含量很少，這些礦物成分對軟土的性質影響很小。次生礦物是軟土中有較高含量的礦物元素，如伊利石、蒙脫石、高嶺石和其他親水粘土礦物，它們決定了軟土的性質。軟土的顆粒大小或成分組成并不是形成軟土性質的所有原因，同時微觀結構的組成對軟土的性質影響也很大。它可以從電子顯微鏡的觀察得知，粘土礦物通?，F有片、板、管狀形式。軟土的結構是由單粒子和不同大小的團粒按照不同的排列方式組成。因此，土顆粒的比表面積很大，導致孔隙里充滿水，由于黏土礦物具有親水性，在雙電層的結構離子交換的作用下，絮狀結構和細胞狀結構也易形成，如圖1所示，在沉積的環境下，軟土結構逐漸形成。

2 真空預壓法

真空預壓法也屬于排水固結法，如圖2所示，它的預壓荷載是大氣壓。真空預壓法基本原理是，首先需要在加固區設置豎向的排水通道（設置沙井或塑料排水帶），后鋪設一層透水的砂墊層在地表。這樣排水系統布置完畢。后將不透氣的密封膜覆蓋在砂墊層上，使土體與大氣隔絕。然后使用真空裝置對排水通道進行抽氣，排出膜內空氣，使膜內和外界產生氣壓差。這個氣壓差作用于土體對軟土層進行固結加固。真空預壓使需滿足以下技術指標：（1）對在影響范圍內的軟土平均固結度>85%。（2）抽氣之后的真空度須保持在80kPa以上。（3）須在排水系統周圍覆蓋水平透水材料。（4）在選擇抽真空設備的個數上，以每臺抽真空面積1000～1500m2來計算。（5）在施工結束后，沉降需滿足要求。

3 真空預壓法在市政工程軟土地基處理中的應用實例

3.1 工程概況

某市公路工程的長度為1.5km，路面寬度為40m。該項目施工區域地層條件復雜，通過對施工現場進行勘查發現，地質條件為松軟土層，具有密度低、孔隙大、壓縮性高、強度低、含水量高等特點，為了保證項目建設的順利進行，盡量避免發生地基不均勻沉降，要求采用適宜的軟土地基處理技術。另外，綜合考慮施工工期、成本等要求，在本工程施工中選用真空預壓施工技術。

3.2 真空預壓法的施工工藝

3.2.1 豎向排水體施工

在該市政工程地基中需要打設豎向排水體，而真空度則可以通過豎向排水體向土體中進行傳遞，因此，豎向排水體的施工質量會在很大程度上影響真空預壓施工效果。在豎向排水體施工中，常用的結構形式有塑料排水板、普通砂井以及袋裝砂井。在本工程施工中，綜合考慮施工條件，選用袋裝砂井結構形式。在成孔施工中，振動沉管技術，在具體的施工過程中，首先需要帶活瓣管尖或套有混凝土端靴的套管沉到預定深度，然后將袋裝砂井放入管內，拔出套管后，即可形成砂井，為了保證施工的順利進行，要求拔管后帶上砂袋的長度控制在0.50m以內。另外，在灌入砂袋時，應該盡量選用干砂，并注意保證灌砂的密實度。砂袋長度應較砂井孔長度長50cm，保證將其放入井孔后，能夠露出地面，便于埋入排水砂墊層中。在袋裝砂井施工過程中，要求鋼管內徑應該略大于砂井直徑，這樣才能夠盡量避免對地基土造成不良影響。

3.2.2 水平排水體施工

對于墊層材料，應該盡量選用透水性較好的砂料，一般可以采用級配良好的中粗砂，對于墊層平面尺寸和厚度，必須保證符合工程項目設計要求。在本工程施工中，由于需要在水平墊層上鋪設土工布以及塑料膜，因此，墊層厚度為30cm，要求與豎向排水通道保持良好的連接效果，避免連接位置堵塞。在本工程施工中，對于砂料，首先經過篩分，避免對天然地基造成不良影響，同時還應該注意避免將泥土或者其他雜物混入墊層中造成濾管堵塞。

3.2.3 水平濾管布設

水平濾管可以分為主管和支管兩種，而管道材料有鋼管和PVC管兩種，在本工程施工中，選用PVC管道。在濾水管的平面布置方面，常用形式有條形、魚刺形等。為了確保真空負壓能夠快速、準確地傳遞至施工現場的各個部位，應該綜合考慮施工場地的大小、形狀等，合理布設濾水管排列形式，這樣即使個別泵停機檢修，也不會對真空度造成不良影響。

3.2.4 塑料土工布、膜鋪設

在真空預壓施工中，要求選用密封性、韌性好的密封膜，同時，對于專用密封膜，應該選用抗老化性能和抗穿刺能力強的材料。在本工程施工中，要求加工好的密封膜面積應該大于施工場地的加固面積，通常情況下，要求每邊應大于加固區相應邊4～5m。對于土工布，應選用無紡土工布，為了保證真空預壓施工的密封性，在本次施工環節，首先鋪設1層土工布，然后再在土工布上鋪設2層密封膜，當所有材料鋪設完成后，還需要對鋪設效果進行檢查，如果出現漏洞，則應該做好粘補處理，保證密封效果。除此以外，在加固區四周，土工布和密封膜分別留有2～3m和4～5m的超寬余量。

3.2.5 密封溝的開挖和回填

在本工程密封溝施工中，采用人工挖掘與機械開挖的方式，在開挖施工中，如果開挖至淤泥層，則應該在鋪設密封膜后，密封溝用挖出的淤泥質粘土回填，同時還需要采用挖掘機前斗進行夯實處理。在本工程施工中，要求一邊開挖、一邊埋膜，并一邊回填，同時，埋好膜后在溝內覆水，這樣才能夠達到良好的密封效果。

4 結語

綜上所述，本文主要結合工程實例，對真空預壓法在市政工程軟土地基中的應用方式進行了詳細探究。真空預壓法的加荷速度快，不需要堆載材料，在施工過程中不會出現地基失穩的問題。在具體的施工過程中，應該注意合理布設排水體，鋪設水平電層等，并加強施工工序監測管理，保證項目建設的順利進行，這樣才能夠促進市政工程軟土地基承載能力的提升。

參考文獻

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