真空堆載聯合預壓法在市政道路軟基處理中的應用

譚舟洋

(湖南省第六工程有限公司，湖南 長沙 410015)

1 真空堆載聯合預壓技術原理

在軟土地基處理中，真空預壓法的應用方式為，在軟土地基上部結構使用聚氯乙烯薄膜密封，使得軟土地基與大氣隔絕，另外，在加固體表面，需采用細砂作為墊層，然后鋪設管道以及縱向排水體，最后采用袋裝砂井進行固定，連接管道，并采用射流泵抽出空氣和誰，進而使得軟土地基上部和墊層之間產生負壓，使得管道周邊為真空狀態，對整個軟土地基施工區域形成向下的擠壓力，排出軟土地基中的孔隙水，提升軟土地基密實度。

在堆載預壓法的應用中，要求在軟土地基上部堆土方，在巨大壓力作用下，軟土地基中的水分被擠出，加快軟土地基沉降和加固，進而減少市政道路工程沉降量，提升道路工程穩定性。

真空預壓法和堆載預壓法均有一定的應用優勢，在軟土地基處理中，可聯合應用兩種技術，在使用真空預壓的軟土地基上堆載土方，提升軟基加固效果。

2 真空堆載聯合預壓技術的應用優勢

2.1 有利于提升路基穩定性

在真空堆載聯合預壓技術的應用中，需在真空預壓的基礎上施加堆載荷載，在抽真空過程中可產生負壓，促進土體收縮變形，進而有效抵御由堆載所造成的向外擠出變形，進而提升地基結構穩定性。

2.2 有利于增加處理深度

在真空預壓法的應用中，在負壓作用下能夠促進地基土中孔隙水被排出，進而縮短地基加固時間。在孔隙水排出過程中，滲流速度不斷增大，由于滲流力所造成的附加應力不斷增加，可達到良好的地基加固效果。真空預壓的影響深度可達排水板以下2～3 m深度，提升軟土地基加固效果。

2.3 有利于減少工后沉降

通過利用真空堆載聯合預壓施工技術，可形成豎向排水體和水平向排水體，縮短孔隙水滲流路徑，加快土層固結。與常規施工方式相比，通過應用該項施工技術，可有效提升軟土地基沉降速度，在真空荷載作用下，只需經過較短時間即可達到一定壓力。因此，軟土地基可快速進入超載預壓期，在堆載預壓期即可完成大部分沉降，進而有效減少工后沉降量。

2.4 有利于提高路基承載力

通過利用真空堆載聯合預壓技術，可有效提升軟土地基結構強度，進而達到良好的加固效果。根據實踐研究發現，軟土地基強度增大幅度一般在3～4倍之間。

2.5 有利于縮短工期

在軟土地基施工中，當路堤填土高度逐漸達到路床設計標高位置時，真空荷載即可作為超載，在真空聯合堆載作用下，可促進軟土地基土體結構加固。通常情況下，在軟土地基施工中，如果僅采用超載預壓施工技術，則預壓期為十個月左右，而如果僅采用常規堆載預壓技術，則預壓期為12個月左右，通過聯合應用上述兩種技術，預壓期可縮短至六個月。在實際施工中，當預壓施工完成后，即可停泵并卸除真空，此時軟土地基即可達到理想的穩定狀態。

2.6 有利于減少環境污染

在真空堆載聯合預壓技術的實際應用中，不會對施工場地造成較大污染，施工機械設備所產生的噪音比較小，并且施工方式操作便捷。

2.7 有利于節約材料

與常規軟土地結堆載預壓施工技術相比，真空堆載聯合預壓技術的固結速度比較快，加固深度大，在實際施工中，不會因超載土方而造成卸載棄方等問題，進而有效節約土地資源，縮短施工工期，節約施工成本。與常規堆載預壓施工技術相比，真空堆載聯合預壓施工技術所需材料比較少，生態環保效益較高。

3 真空堆載聯合預壓施工流程

在軟土地基真空堆載聯合預壓施工技術的實際應用中，施工流程如下：(1)對軟土地基表面進行全面清理，清除雜物，然后采用排水砂鋪設墊層。根據工程項目設計要求，在砂墊層中打設橫向通道和縱向通道，將排水砂裝袋，并裝填形成砂漿砂井。在砂墊層中，采用放射型以及擴張型方式設置排水管道。(2)埋設觀測設備，進行密封溝施工，同時鋪設真空排水管，然后再進行排水砂墊層施工，通過將聚氯乙烯薄膜覆蓋在排水砂墊層中，使得軟土地基與空氣相隔絕。(3)將支管和主管進行連接，形成封閉管網，在管網四周位置設置射流真空泵，對預處理地基進行仔細觀測，在軟土地基上進行土方堆載，在真空堆載聯合作用下促進軟土地基中的孔隙水排出。(4)在軟土地基加固處理后，即可卸載土方，并對軟土地基加固效果進行檢測分析。

4 市政道路軟基處理中真空堆載聯合預壓法的應用實例

4.1 工程地質概況

在崇左市太平古城改造項目(一期)公建部分工程A標施工中，首先對施工區域進行地質勘查，揭露土層從上而下分別為人工填土、淤泥、含粘性土圓礫、粘土、亞粘土、中砂、細砂、含碎石亞粘土、含礫石亞粘土、全風化晶屑熔結凝灰巖。綜合考慮該道路工程施工區域地質條件以及工程項目建設要求，采用真空聯合堆載預壓施工技術進行軟土地基加固處理。

4.2 排水系統技術

對于排水板間距，需控制在5 cm以內，對于垂直度偏差，需控制在1.5%以內，在搭設深度控制方面，應注意不能達到施工區域透水層結構中，并且將搭設深度誤差控制在50 cm以內。對于豎井，必須達到規定深度，避免豎井以下部分土體結構強度無法達到設計要求，進而影響整個軟土層固結效果。對于砂墊層，應將豎向排水板、橫向設置的濾管進行連接，并選用潔凈中粗砂作為施工材料。對于排水濾管和主管，可在施工現場進行連接，在濾管以外，可采用土工布進行全面包裹，在軟土地基施工完成后，在沉降過程中可能會發生不均勻變形，對此，在濾管的接頭位置以及連接位置，需采用膠帶紙進行包裹，同時還應注意預留變形量。在真空排水濾管設置方面，可采用魚刺狀連接方式，并注意分布均勻。

4.3 密封系統技術

在密封施工中，密封膜鋪設至關重要。對于密封膜材料，可在工廠采用熱合成加工施工方式，確保各項性能符合施工標準。在密封膜鋪設施工中，需采用分兩層鋪設方式，在密封膜鋪設完成后，要求檢查表面是否有破裂口。需要注意，在密封膜鋪設過程中，不能拉過緊，并且每邊應超出圖紙尺寸要求3～5 m。密封溝對于真空預壓施工效果的影響較大，在密封溝施工中，應注意以下兩點：(1)確保膜四周位置有足夠強度，能夠與軟土進行有效接觸；(2)對于膜周邊密封位置，需采用一定壓力，將薄膜壓入至淤泥中，并利用粘土回填至密封溝中。在密封系統施工中應注意，密封膜的厚度比較小，在鋪設施工中容易發生破損，對此，需做好安全防護管理。

4.4 抽真空速率控制措施

在抽真空開始階段，需嚴格控制真空加壓速度，有效抽出砂墊層中空氣。在本工程施工中，初始真空壓力為20 kPa，然后逐級增加，隨著膜下空氣不斷排出，土層中可排出水分，與此同時，土層固結效果越來越好，隨著膜內真空度的不斷增加，真空壓力可達80 kPa。在抽真空時，在土體水和空氣的排出過程中，要求對密封溝以及密封膜的密封狀態進行全面檢查，如果發現漏氣問題，則應及時做好修補和密封處理。

4.5 周邊環境影響控制措施

在軟土地基加固區土體變形因素的影響下，邊界水位不斷降低，土體結構發生變形，如果對水平位移和附加沉降的影響比較大，則會對周邊工程項目造成不良影響。對此，可采用挖土防護施工方式，挖除加固區與構筑物之間的土體，對于開挖深度，需控制在2.5～5 m之間，同時還應注意對構筑物進行抗變形處理。

4.6 路基填土堆載技術

在軟土地基填土堆載施工中，應注意以下幾點：(1)當膜下真空度穩定，并且已達到設計要求后，即可進行路堤堆載施工；(2)為了避免在堆載過程中對密封膜造成損壞，在膜下以及膜上，均需鋪設無紡土工布，并且塊與塊之間的搭接長度應控制在20 cm以上；(3)在第一層堆載施工中，堆載厚度需控制在40～50 cm之間，盡量采用細粒土堆載，首先組織施工人員攤鋪，然后再利用機械設備從近而遠逐漸推進，并進行多次碾壓，進而達到良好的壓實效果。

4.7 工程效果

為了對本工程真空聯合堆載預壓施工技術的應用效果進行檢驗分析，在施工現場設置垂直沉降板、水平位移邊樁、深部位移監測孔、分層沉降觀測孔以及孔隙水壓力盒等設備。通過對施工現場進行跟蹤監測，在施工完成后，前6個月沉降施工效果顯著，后期沉降速度逐漸降低，最終趨于穩定狀態。開始抽真空3 d內觀測的累計沉降量在8～12 cm之間，平均10 cm；2個月的累計沉降量平均值為55 cm，最大累計沉降點沉降量為60 cm；6個月累計沉降量平均值為150 cm，最大累計沉降量為165 cm，累計沉降量為軟基最終沉降量的80%。

5 結 語

綜上所述，本文主要結合實例，對真空堆載聯合預壓施工技術在市政工程軟土地基加固施工中的應用方式進行了詳細探究。通過應用堆載預壓施工技術，可均衡土體水平位移，提升路基填筑時的穩定性，同時還可加速軟土路基固結沉降，減小工后沉降。與常規堆載或者真空預壓相比，真空聯合堆載預壓法處理軟基可有效縮短施工工期，提高施工速度。另外，在施工中，噪音小，不會對施工環境造成不良影響，能取得良好的經濟效益和社會效益。為保證真空聯合堆載預壓施工效果，要求對各項施工步驟加強管控，保證排水板深度、排水管道通暢性、真空膜密封效果等。