論公路軟基段治理真空聯合堆載固結技術

張 浩

（貴州橋梁建設集團有限責任公司,貴州 貴陽 550001）

0 引言

由于軟土地基結構松軟、透水能力差，結構不穩定，在軟土地基上建設公路時需先加固地基。真空聯合堆載預壓排水固結法可以有效加固軟土地基，施工時間短，工后沉降控制效果理想，經濟性好[1]。基于此，該文重點探討真空聯合堆載預壓排水固結法在公路軟土地基加固中的應用，以增強軟土地基承載力，提升公路工程質量。

1 工程概況

某城市次干路工程地處剝蝕殘丘地區，軟土廣泛分布，大部分路段屬于不穩定路段，部分路段的山體裸露，風化嚴重。少數路段天然地基為強—中風化花崗巖層，可直接用作公路地基。該公路長3.45 km，雙向四車道，試驗段用真空聯合堆載固結法進行軟土地基加固處治。

2 真空聯合堆載預壓排水固結法基本原理

（1）真空排水預壓法的基本原理是利用排水井、砂墊層和地基軟土之間的氣壓差促使孔隙水滲流，起到減小孔隙水壓、增強地基土體有效應力的作用，最終提升地基承載力，有效控制路基沉降[2]。

（2）堆載排水預壓、真空排水預壓原理類似，但各有優劣，真空聯合堆載預壓排水固結法結合二者優點，可顯著增強地基附加應力，提高荷載施加速率，施工效率高，沉降控制效果好[3]。

3 真空聯合堆載固結施工工藝

3.1 真空聯合堆載固結工藝流程

真空聯合堆載預壓排水固結施工工藝及施工過程檢測流程如圖1 所示。

圖1 施工工藝及施工過程檢測流程圖

3.2 真空聯合堆載固結加荷計劃

真空聯合堆載預壓排水固結荷載施加步驟如表1所示。

表1 真空聯合堆載固結荷載施加步驟

3.3 真空聯合堆載固結填筑速率控制參數

（1）合理控制真空聯合堆載填筑速率，使荷載均勻增加，避免堆載預壓排水固結時荷載大幅增加導致地基土體結構不穩。

（2）填筑時合理控制表1 所列各項施工指標，確保指標參數始終在規定范圍內。如出現指標參數超標應馬上中止堆載固結填筑，適當增派施工監測人員，增加施工監測強度及精度，直到各項指標參數值穩定，且設計單位檢查通過后才能恢復施工。

（3）施工階段通過實地勘測發現，在確保填筑施工順利進行的前提下，豎向沉降速率可提升到35 mm/d；因此，可適當放寬豎向沉降速率控制要求，以降低施工監測任務量，選擇35 mm/d 作為新的沉降速率控制標準，結合施工實踐進行驗證[4]。

4 堆載填土施工技術

（1）攤鋪填土層前，必須通過現場測量確定其含水率，保證該項指標參數值與最佳值偏差不超過1.5%。

（2）按照試驗段長度選定測量截面，單個截面上需均勻布設2 個測點，測量斷面布設如圖2 所示，測量采集含水率數據，并詳細記錄。

圖2 堆載填土層壓實度檢測斷面示意圖

（3）軟土地基填筑時，基于最優含水量確定松鋪厚度均值為250 mm。

（4）填筑壓實環節利用山推SR22M 型振動壓路機，分多次壓實，分別為靜壓1 遍，低頻振動壓實2 遍、高頻振動壓實4 遍，收面壓實1 遍[5]。高頻振動壓實5 遍后，確保地基填筑壓實度合格且穩定，壓路機碾壓遍數與壓實度之間的關系如圖3 所示。

圖3 壓路機碾壓遍數與壓實度之間的關系圖

5 質量、安全、環保措施

（1）在檢測施工材料的質量時，應當嚴格按照各項指標，對原材料質量及規格進行全面檢測，盡可能選擇有質量保障，生產規模較大的實力材料生產廠商，并建立長期合作關系。在材料進場之前，要查驗出廠合格證，將材料規格與設計要求做好比對，待最后抽樣檢查結束后，不合格的材料進行及時處理，禁止直接用于施工。

（2）建立健全質量控制體系。設置項目經理為質量控制小組的主要負責人，組建包括總工程師、技術員、現場施工員、施工班組負責人等人員的專業技術團隊，合理分工強化職責，及時發現并解決問題，進一步提高技術交底工作的效率。

（3）培養專業質監人員的責任心。質監人員作為施工現場的監測員，應當具備充分的責任意識，按照規范要求進行質量巡檢。對于重要的施工工序，需要盡好全程旁站的職責，用自身的專業技術素養指導工作，保障施工質量[6]。

（4）為保障監督檢查的效果，應由安全生產負責人做好人員的分配工作，在施工現場配備有責任心的專業的安全員，提高安全監督水平，進一步掌握施工現場的具體情況，避免可能存在的安全隱患。

（5）建立安全管控小組，實施三級安全教育機制。現階段，很多項目建設在安全教育方面存在疏漏，缺乏針對性，存在形式化問題。為提高安全教育的效果，應加強對三級安全教育的重視，成立專門的安全教育小組，并有針對性地展開對不同工種、工序的安全教育學習。

（6）做好安全培訓工作。目前，許多項目建設管理人員的專業素養還有待加強，安全知識儲備欠缺，許多專職的安全管理人員也存在著工作經驗不足，在實際施工過程中難以辨別風險源，無法對風險情況進行動態管理。因此，應加強對專職安全人員的培訓，提升專業人員的專業技術能力，培養能夠靈活應對各種動態風險的技術性人才[7]。

（7）保持操作面和周邊區域的整潔整齊，收集并處理施工場地垃圾，及時進行清理處理；在施工現場劃分處理垃圾的專屬區域，安排專人對施工場地堆放的垃圾進行分類，并定時定點完成垃圾的外運，卸料時應當保持平穩，嚴禁對垃圾進行拋擲。

（8）依據項目的實際情況，制定環保管理預案，及時更新自身的知識儲備，學習國家及地方層面不斷更新發布的環保法規、制度，創建環保施工的企業文化氛圍，將環保理念貫穿于項目施工管理的全過程[8]。

6 真空聯合堆載固結法效果

（1）為檢驗真空聯合堆載預壓排水固結法的實際應用效果，可對試驗路段經過該法處理后的軟土地基加固效果進行檢測，選定試驗路段GK2+650、GK3+850 作為檢測截面，采用以下方法進行效果檢測：

1）采用十字板剪力儀進行剪切試驗；

2）按照試驗要求和目標合理選定剪切試驗位置，如檢測截面的中心點附近，十字板、土體取樣孔的間距在4～5 m 之間；

3）為確定土體不同深度位置的加固處治效果，土體取樣孔間距控制在1.8 m；

4）間隔1 m 進行一次剪切試驗，同時進行靈敏度試驗。

（2）通過測量儀器采集兩個試驗截面的具體數據，分析數據可知經過真空聯合堆載預壓排水固結法處治后，軟土地基的孔隙水壓、沉降速率等路用性能指標及整體加固效果符合施工設計要求。通過剪切試驗發現采用該工法處治后的軟土結構強度顯著提升，GK2+650、GK3+850 截面的軟土結構強度分別提升3 倍、4.5 倍；軟土含水率有效降低，GK2+650 截面、GK3+850 截面的土體含水率分別下降30%、32%；GK2+650 截面、GK3+850 截面的土體孔隙比分別降低28%、29%；GK2+650 截面、GK3+850 截面的土體直剪黏聚力分別提升80%、39%[9]。

7 結論

綜上所述，真空聯合堆載預壓排水固結法可有效加固軟土地基，應用價值較高。基于某公路軟土地基加固處治工程實例，分析該方法的基本原理及施工工藝要點。在實際應用過程中，該方法的實際效果受真空環境影響，對GK2+650 截面、GK3+850 截面進行剪切試驗、靈敏度試驗，根據試驗數據可知，經過真空聯合堆載預壓排水固結法處治后的軟土地基整體結構穩定性及孔隙水壓、沉降速率等主要路用性能指標均達到施工設計要求。

由于該方法實施時會擾動周邊土體，可能導致現有基礎設施被破壞。在采用該方法加固軟土地基時要采取有效措施保護周邊建筑及基礎設施，結合工程項目的地質條件和外部環境分析該方法的可行性；該公路工程采用真空及堆載聯合預壓排水固結法，成本相較傳統堆載預壓排水固結法更高，但大大加快了施工速度，保證了公路工程質量，具有良好的社會效益，因此，該方法依然具有較高的推廣應用價值。