公路路基加固施工中的真空聯(lián)合堆載預(yù)壓技術(shù)研究

雷革平

摘 要：為了保證公路的行車安全以及使用的耐久性，在公路施工過(guò)程中必須打好路基。真空聯(lián)合堆載預(yù)壓技術(shù)在縮短工期、保證工程質(zhì)量、提高施工效率等方面具有極大的優(yōu)勢(shì)，目前我國(guó)在公路路基加固過(guò)程中使用最為廣泛。該文概述真空聯(lián)合堆載預(yù)壓技術(shù)及其加固機(jī)理，闡述了其在公路路基加固施工中的作用，并具體分析了在公路路基加固施工中實(shí)施真空聯(lián)合堆載預(yù)壓技術(shù)的工藝過(guò)程，指出施工過(guò)程中的質(zhì)量控制要點(diǎn)，以期提高公路路基加固的施工水平。

關(guān)鍵詞：公路路基 加固 真空聯(lián)合堆載預(yù)壓技術(shù)

中圖分類號(hào)：U416 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2014）12（c）-0023-01

真空聯(lián)合堆載預(yù)壓系統(tǒng)主要由排水系統(tǒng)、加壓系統(tǒng)和真空系統(tǒng)三部分組成。排水系統(tǒng)主要由豎向排水體和橫向排水體兩部分組成，在我國(guó)橫向排水體通常采用中砂或者粗砂，含泥量一般在5%以下，厚度在40～70cm之間，表面鋪設(shè)整齊。加壓系統(tǒng)通常情況下就是填土堆載，在堆填過(guò)程中要采用分階段堆填的方法，直到達(dá)到設(shè)計(jì)的高度，與此同時(shí)還要保證地基的穩(wěn)定性。通常情況下，真空系統(tǒng)能夠在橫向排水體中形成60～80kPa的負(fù)壓。濾水管鋪設(shè)在橫向排水體中，形成網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)，主要是為了使在抽真空過(guò)程中形成的負(fù)壓能夠在橫向排水體和豎向排水體中快速地散發(fā)出來(lái)。真空聯(lián)合堆載預(yù)壓荷載和4 m高的填土作用在地基上相當(dāng)，它可以有效地提高地基的承載力，從而消除施工后土地的沉降。固結(jié)之后，地基土的強(qiáng)度可以提高兩三倍，加固效果非常明顯。

1 真空聯(lián)合堆載預(yù)壓技術(shù)加固機(jī)理

真空聯(lián)合堆載預(yù)壓法是同時(shí)實(shí)施堆載預(yù)壓和真空預(yù)壓這兩種軟土地基加固方法的聯(lián)合施工法，它充分利用了兩種方法的加固效果可以疊加的特點(diǎn)，對(duì)軟土地基進(jìn)行大面積加固。它主要是在需要加固的地基內(nèi)設(shè)置砂井或者排水板，作為豎向的排水通道，然后在地面上鋪設(shè)砂墊層作為水平排水層，與此同時(shí)在上面鋪上不透氣的密封膜，從而和大氣隔絕。通過(guò)埋設(shè)于砂墊層中的吸水管道，用真空裝置把其中的空氣抽取出來(lái)，同時(shí)將膜內(nèi)的空氣排出來(lái)，這時(shí)膜內(nèi)外就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)氣壓差，這部分氣壓差就會(huì)變成地基上的荷載。膜內(nèi)的空氣不斷地向外排除，氣壓差會(huì)不斷增大，同時(shí)通過(guò)豎向排水體傳遞到地基深處，地基中的水和氣被不斷排除，從而加快土體固結(jié)，提高土體強(qiáng)度。

2 真空聯(lián)合堆載預(yù)壓技術(shù)在公路路基加固施工中的作用

比起真空預(yù)壓法，真空聯(lián)合堆載預(yù)壓技術(shù)在軟土地基上可以獲得更大的預(yù)壓荷重，所以在實(shí)際工程中應(yīng)用很廣，主要用于承載力要求較高、荷載量大的公路工程中。（1）具有加固作用。真空聯(lián)合堆載預(yù)壓技術(shù)能提高土體內(nèi)部的空隙水壓力，同時(shí)使砂墊層和垂直排水通道中的空壓處于負(fù)壓狀態(tài)，逐漸增大地基中孔隙水的壓差，加強(qiáng)土體的排水效果，從而提高加固速度，固結(jié)的速度愈快，加固效果也就越明顯。真空度引起孔隙水壓力變化，加固深度也比普通的堆載預(yù)壓方法大。在預(yù)壓的過(guò)程中，如果真空度達(dá)到80kPa，將大大超出等效超載的高度，有效提升地基的強(qiáng)度，從而提高其幅度。（2）加強(qiáng)地基的穩(wěn)定性。采用真空聯(lián)合堆載預(yù)壓技術(shù)能增加堆荷的外載，真空自身將產(chǎn)生一定的負(fù)壓，導(dǎo)致土體向內(nèi)收縮變形，從而消除堆積所造成的向外擠出變形，因此在填土的過(guò)程中有效地提升了地基的穩(wěn)定性。

3 公路路基加固施工中真空聯(lián)合堆載預(yù)壓技術(shù)的施工工藝過(guò)程

真空聯(lián)合堆載預(yù)壓的施工過(guò)程主要包括真空預(yù)壓和堆載預(yù)壓，真空預(yù)壓需要設(shè)置豎向排水體、橫向排水體、抽真空裝置，然后密封，抽真空。等真空度符合要求后，就可以在真空薄膜上分次、分級(jí)堆筑路基土方，人工和機(jī)械壓實(shí)，而且必須達(dá)到壓實(shí)度要求。具體施工工藝過(guò)程如下。

（1）打設(shè)好塑料排水板的軟基。在鋪設(shè)塑料排水板之前要先鋪設(shè)30cm厚的砂墊層，通常情況下，插板機(jī)會(huì)在該層的頂部工作，塑料排水板的板頭部分需要露出墊層。為了使排水能夠達(dá)到最好的效果，砂墊層最好采用中砂或者粗砂，含泥量要小于5%。（2）填埋濾水管道。在打好塑料排水板的軟基之后要填埋濾水管道，主要鋪設(shè)直徑6cm，排距一般是5～10cm的主管和濾管，同時(shí)把這兩種管道用軟管連接起來(lái)，連接好之后，需要在上面鋪設(shè)20cm的砂墊層。（3）鋪設(shè)厚度約0.15mm的密封膜。首先要在砂墊層上鋪設(shè)一層250g/m2無(wú)紡布，這樣才能使密封膜在堆載過(guò)程中不受到損害，之后再將已經(jīng)壓制成型的三層密封膜一層一層鋪好。為了保證密封膜鋪設(shè)整齊，最好選擇在無(wú)風(fēng)的天氣進(jìn)行鋪設(shè)，盡量在1d內(nèi)鋪完，與此同時(shí)還應(yīng)該用砂袋壓好。在密封膜鋪設(shè)完成后要及時(shí)設(shè)置出膜裝置，安裝 7.5kW射流式真空泵和觀測(cè)儀器。（4）安裝抽真空系統(tǒng)并抽真空。在密封膜鋪設(shè)好之后就要安裝抽真空系統(tǒng)，同時(shí)抽真空，與此同時(shí)還要檢查是否漏氣。（5）真空預(yù)壓后覆水。抽真空中，膜內(nèi)真空度達(dá)60kPa時(shí)，膜上需要進(jìn)行逐次覆水，水位高出膜10cm。第一次覆水水深最好是1 m，在覆水的過(guò)程中要及時(shí)注意沉降、真空度和滲漏等問(wèn)題，遇到危險(xiǎn)的時(shí)候要及時(shí)停止。真空度到80kPa后，穩(wěn)定真空度一直保持。這段時(shí)間一般是7～10 d。（6）增加加固效果。在真空和膜上水荷載的聯(lián)合作用下，地基的加固效果會(huì)不斷地提高。（7）卸載。在預(yù)壓的過(guò)程中需要進(jìn)行及時(shí)的監(jiān)測(cè)，達(dá)到指定指標(biāo)后，經(jīng)過(guò)監(jiān)理驗(yàn)收，就可以終止預(yù)壓、停泵，進(jìn)行卸載。

4 真空聯(lián)合堆載預(yù)壓技術(shù)的施工質(zhì)量控制要點(diǎn)

（1）膜下真空度穩(wěn)定而且滿足了設(shè)計(jì)指標(biāo)之后，才可以進(jìn)行路堤施工，不然會(huì)因?yàn)檎婵占庸痰穆鈫?wèn)題造成堆載上去之后很難處理；（2）第一次堆載過(guò)程中，為避免弄破密封膜，要精心鋪設(shè)膜上和膜下的一層無(wú)紡?fù)凉げ肌Ｒ⒁鈮K與塊之間的搭接長(zhǎng)度至少達(dá)到15 cm，然后用繩結(jié)好。鋪設(shè)的時(shí)候把無(wú)紡?fù)凉げ忌爝M(jìn)到密封溝里一部分；（3）第一層細(xì)料或者細(xì)砂的上面先進(jìn)行人工攤鋪，后面的每層堆載厚度控制在30 cm以下，用機(jī)械由近向遠(yuǎn)、由輕到重，多次碾壓推進(jìn)，達(dá)到壓實(shí)度的指標(biāo)要求；（4）鋪荷載前測(cè)量一次沉降觀測(cè)標(biāo)桿，記住堆載前沉降曲線的起點(diǎn)，堆載時(shí)要注意保護(hù)，便于以后分析加固效果。

5 結(jié)語(yǔ)

真空聯(lián)合堆載預(yù)壓技術(shù)雖然投資大，但是具有土體固結(jié)快速、安全、施工效率高的優(yōu)點(diǎn)。真空聯(lián)合堆載預(yù)壓技術(shù)加固的深度相對(duì)來(lái)說(shuō)比較深，也加快了施工期間的沉降速度和土體的固結(jié)速度，減小了施工后的沉降，可以提高公路路基的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，從而增加了公路的使用壽命，所以被越來(lái)越多地應(yīng)用到公路施工過(guò)程中。

參考文獻(xiàn)

[1] 屠建波.真空聯(lián)合堆載預(yù)壓處理軟土地基的機(jī)理及沉降預(yù)測(cè)研究[D].杭州：浙江大學(xué)，2007.

[2] 張曉欣.真空預(yù)壓法在軟基處理中的應(yīng)用及其數(shù)值分析[D].北京：中國(guó)地質(zhì)大學(xué)，2007.

[3] 魏波.真空—堆載聯(lián)合預(yù)壓加固高速公路軟基研究和應(yīng)用[D].北京：中國(guó)科學(xué)院研究生院，2004.endprint