真空預(yù)壓法在市政工程軟土地基處理中的應(yīng)用

文/肖亞周 河北建設(shè)集團(tuán)股份有限公司 河北保定 071000

在市政工程當(dāng)中，一旦遇到軟土地基，會(huì)增加地基處理難度，降低工程的整體效益。研究表明，將真空預(yù)壓法應(yīng)用到市政工程軟土地基處理過(guò)程當(dāng)中，不但能夠降低軟土地基的處理難度，而且有效防止工程結(jié)構(gòu)失穩(wěn)現(xiàn)象的發(fā)生，對(duì)軟土地基起到良好的加固效果。

1、軟土的特性

軟土是在靜水或相對(duì)較慢的流速水環(huán)境中形成的，有時(shí)還伴有生物和化學(xué)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(shuō)，超過(guò)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(zhǎng)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(duì)軟土的性質(zhì)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(zhì)。軟土的顆粒大小或成分組成并不是形成軟土性質(zhì)的所有原因，同時(shí)微觀結(jié)構(gòu)的組成對(duì)軟土的性質(zhì)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(xiàn)有片、板、管狀形式。軟土的結(jié)構(gòu)是由單粒子和不同大小的團(tuán)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(dǎo)致孔隙里充滿(mǎn)水，由于黏土礦物具有親水性，在雙電層的結(jié)構(gòu)離子交換的作用下，絮狀結(jié)構(gòu)和細(xì)胞狀結(jié)構(gòu)也易形成，如圖1所示，在沉積的環(huán)境下，軟土結(jié)構(gòu)逐漸形成。

圖1 軟土的結(jié)構(gòu)

2、工程概況

在某市政工程施工中，首先對(duì)施工場(chǎng)地地質(zhì)條件和水文條件進(jìn)行勘察，本次軟基處理總面積4945.7m2，地基含水量比較大，綜合考慮施工技術(shù)條件以及地基施工要求，選用成熟可靠、應(yīng)用廣泛、經(jīng)驗(yàn)豐富的真空預(yù)壓工藝。

3、真空預(yù)壓法在市政工程軟土地基處理中的應(yīng)用

3.1 土工織物及砂墊層

本項(xiàng)目預(yù)留區(qū)原土層沉淀晾曬時(shí)間較短，承載力較差，為確保砂墊層施工，需在淤泥層上鋪設(shè)土工織物。嚴(yán)格把控驗(yàn)收程序，重點(diǎn)對(duì)土工布的縫紉、土工格柵的搭接、鋪設(shè)方向進(jìn)行驗(yàn)收，確保鋪設(shè)面層的抗拉和抗剪能力。土工布采用包縫，搭接寬度50mm，縫合尼龍線(xiàn)強(qiáng)度控制在150N，鋪設(shè)時(shí)繃緊、拉挺，避免折皺、扭曲。土工格柵塊與塊之間相鄰?fù)凉じ駯糯罱?格，拼接采用尼龍繩進(jìn)行連接。鋪設(shè)方向：土工布經(jīng)線(xiàn)與整平基線(xiàn)垂直。砂墊層鋪設(shè)前嚴(yán)格進(jìn)行見(jiàn)證取樣送檢工作，待砂料檢測(cè)合格，方可進(jìn)行使用。中細(xì)砂含泥量不大于10%，滲透系數(shù)不小于1×10-3cm/s，干容重不小于15kN/m3，中粗砂含泥量不大于5%，滲透系數(shù)不小于5×10-3cm/s，干容重不小于15kN/m3。施工過(guò)程要求分層攤鋪，嚴(yán)格把控砂墊層厚、標(biāo)高、平整度驗(yàn)收工作。

3.2 塑料排水板

在塑料排水板進(jìn)場(chǎng)前，首先需要對(duì)其質(zhì)量、排水性能、規(guī)格等進(jìn)行檢查，并且，在按監(jiān)理抽檢送檢程序（20萬(wàn)m/組）送檢合格后方可使用。在本工程施工中，塑料排水板型號(hào)為：原生料SPB-B、C型排水板，采用液壓式插板機(jī)進(jìn)行施工。塑料排水板相鄰間距為1m，根據(jù)已放樣確定的區(qū)域范圍內(nèi)，用鋼尺進(jìn)行校對(duì)驗(yàn)收。施工過(guò)程中，嚴(yán)格控制打板間距、深度、垂直度、回帶、斷帶、割板預(yù)留長(zhǎng)度。樁管下插時(shí)的垂直度偏差應(yīng)該控制在1.5%以?xún)?nèi)。管靴與板位標(biāo)記的偏差應(yīng)控制在7cm內(nèi)，塑料排水板的平面距差不得大于±10cm，施工時(shí)回帶長(zhǎng)度不可超過(guò)0.5m，否則在該板位旁200mm內(nèi)重新插入補(bǔ)打一根。排水板施工過(guò)程，盡可能沿同一方向前進(jìn)，杜絕液壓插板機(jī)回旋，以免破壞板頭。在插板完成后，應(yīng)該及時(shí)采用砂料填滿(mǎn)，并在板的周邊鉆孔，將排水板板頭埋進(jìn)砂墊層中，防止淤泥進(jìn)入板芯，堵塞通道，影響排水效果。

3.3 合理布置水平濾管

水平濾管主要分為主管與支管，管材分為鋼管與PVC管，在該市政公路軟土地基處理中，施工人員采用PVC管，由于水平濾管的平面布置方式較多，常見(jiàn)的主要有抱條形與魚(yú)刺形等等。想要提升真空復(fù)壓能夠在短時(shí)間內(nèi)均勻的傳遞到軟土地基中的各個(gè)部位，施工人員需要結(jié)合該市政工程軟土地基施工場(chǎng)地具體情況，遵守“因地制宜”原則，將水平濾管進(jìn)行合理的布置，并科學(xué)增加水平濾管的支管數(shù)量，保證軟土地基內(nèi)部的真空度更佳。水平濾管布置完畢后，施工人員要采用密封膜做好密封工作，采用密封效果好、韌性佳的密封膜進(jìn)行施工。

3.4 真空泵安裝及試抽真空

嚴(yán)格把控設(shè)備驗(yàn)收工作，真空泵額定功率、水箱、閘閥、止回閥其規(guī)格參數(shù)、按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行驗(yàn)收。真空表均應(yīng)有出廠(chǎng)合格證，且在使用前經(jīng)檢定后才允許使用。真空射流泵額定功率不小于7.5kW，同時(shí)還應(yīng)該保證能夠形成96kPa以上的真空壓力。督導(dǎo)落實(shí)、執(zhí)行已審批的《真空預(yù)壓專(zhuān)項(xiàng)施工方案》開(kāi)展安裝工作。在真空泵安裝過(guò)程中，各個(gè)設(shè)備的連接順序?yàn)殡姍C(jī)、水泵、水箱、閘閥、止回閥、出膜口，在各個(gè)設(shè)備的連接位置，需要采用橡膠墊，提升密封性能。在真空泵安裝過(guò)程中，還應(yīng)該注意將進(jìn)水口和出膜口控制在同一平后面內(nèi)，這樣有利于膜下水的排出，在最大程度上發(fā)揮出真空泵的應(yīng)用效果。在真空泵系統(tǒng)安裝安城后，即可對(duì)其進(jìn)行調(diào)試，當(dāng)真空射流泵上真空度能夠達(dá)到96kPa后，即可試抽。在真空過(guò)程中，為了避免對(duì)周邊土體造成破壞，應(yīng)該注意嚴(yán)格控制開(kāi)泵速率，如果膜下真空度已經(jīng)達(dá)到40kPa，則需要注意檢查漏洞，發(fā)現(xiàn)后及時(shí)修補(bǔ)。在本工程施工中，根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)檢查驗(yàn)收，當(dāng)膜下真空度達(dá)到85kPa時(shí)，即可開(kāi)始恒載計(jì)時(shí)。

3.5 真空預(yù)壓恒載施工

施工恒載天數(shù)為85d，期間所有真空泵24h運(yùn)行，不得停泵。針對(duì)真空預(yù)壓恒載過(guò)程的控制工作，施工期間嚴(yán)格做好真空度巡視、膜下真空度監(jiān)測(cè)、電表用電量監(jiān)測(cè)工作，認(rèn)真填寫(xiě)監(jiān)理日志、真空度巡視記錄。督導(dǎo)施工單位配備足夠真空流射泵，確保發(fā)生故障時(shí)替代使用。其膜下真空度需達(dá)到85kPa以上，發(fā)現(xiàn)真空度未達(dá)85kPa，則當(dāng)天不予計(jì)時(shí)，順延恒載天數(shù)。每天根據(jù)各區(qū)用電電流與電表讀數(shù)進(jìn)行核對(duì)，做好真空度記錄并隨時(shí)分析觀測(cè)資料，通過(guò)對(duì)孔隙水應(yīng)力、沉降速率、水位變化等數(shù)據(jù)分析，及時(shí)督導(dǎo)施工單位針對(duì)數(shù)據(jù)反映的薄弱環(huán)節(jié)加大處理力度。

結(jié)語(yǔ)：

綜上所述，本文主要結(jié)合工程實(shí)例，對(duì)真空預(yù)壓法在市政工程軟土地基中的應(yīng)用方式進(jìn)行了詳細(xì)探究。在具體的施工過(guò)程中，應(yīng)該注意合理布設(shè)排水體，鋪設(shè)水平電層等，并加強(qiáng)施工工序監(jiān)測(cè)管理，保證項(xiàng)目建設(shè)的順利進(jìn)行，這樣才能夠促進(jìn)市政工程軟土地基承載能力的提升。