在市政工程建設(shè)中真空聯(lián)合堆載預(yù)壓法的應(yīng)用

張書鈺

（福建省融旗建設(shè)工程有限公司，福建 福州 350004）

在市政工程建設(shè)中真空聯(lián)合堆載預(yù)壓法的應(yīng)用

張書鈺

（福建省融旗建設(shè)工程有限公司，福建 福州 350004）

隨著社會(huì)的發(fā)展和進(jìn)步，各種施工技術(shù)在工程施工建設(shè)中發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。在沿江、沿海地區(qū)，基礎(chǔ)建設(shè)經(jīng)常遇到軟土地基處理的問(wèn)題。過(guò)程中任何問(wèn)題的處理的原則都是在保證質(zhì)量的前提下，力求經(jīng)濟(jì)合理，并滿足工期要求。真空聯(lián)合堆載預(yù)壓法綜合了真空預(yù)壓和堆載預(yù)壓兩種方法的優(yōu)點(diǎn)，在工程工期和經(jīng)濟(jì)方面均有較好的效果。

市政工程；軟基處理；真空聯(lián)合堆載預(yù)壓法

一、概述

真空聯(lián)合堆載預(yù)壓技術(shù)是一種綜合了堆載預(yù)壓技術(shù)和真空預(yù)壓技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)發(fā)展起來(lái)的一種排水固結(jié)法（預(yù)壓法）的軟土地基加固方式，適用與軟粘土和淤泥質(zhì)土地基。經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展研究和實(shí)踐，這種真空聯(lián)合堆載預(yù)壓技術(shù)具有一定良好的應(yīng)用效果，因此被越來(lái)越多的使用在沿江沿海地區(qū)的軟土路基加固的建設(shè)中。相比較堆載預(yù)壓法來(lái)說(shuō)，真空聯(lián)合堆載預(yù)壓法不會(huì)出現(xiàn)地基不穩(wěn)定以及棄土的問(wèn)題。在利用真空聯(lián)合堆載預(yù)壓法來(lái)進(jìn)行加固軟土地基的時(shí)候，可以在一定程度上解決施工過(guò)程中出現(xiàn)的不足和缺陷，還因?yàn)榫哂性靸r(jià)合理、容易控制質(zhì)量、節(jié)省材料、耗能少、無(wú)污染以及低噪音等特點(diǎn)，已經(jīng)被大量運(yùn)用到超軟土大面積的地基加固中。從施工方面來(lái)說(shuō)，已經(jīng)具有相對(duì)比較成熟的真空預(yù)壓技術(shù)，但是在實(shí)際運(yùn)用的時(shí)候還是會(huì)出現(xiàn)很多問(wèn)題和不足。真空聯(lián)合堆載預(yù)壓法是通過(guò)真空預(yù)壓變化發(fā)展出來(lái)的處理軟土地基的方法，具有廣闊的前景、優(yōu)良的效果。在我國(guó)沿江沿江沿海地區(qū)的發(fā)展過(guò)程中，已經(jīng)大量運(yùn)用真空聯(lián)合堆載預(yù)壓技術(shù)。由于這種方式存在的優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)，在使用的時(shí)候可以比較有效解決施工周期短和工程造價(jià)高之間的矛盾問(wèn)題，具有較高的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

二、工程概況

福州市江陰工業(yè)區(qū)國(guó)盛大道工程包括一座橋梁，鋼筋砼箱涵兩座及道路排水工程，工程全長(zhǎng)5.76KM，總造價(jià)2.12億元。工程最大的特點(diǎn)是建設(shè)場(chǎng)地位于剛圍墾的海灘地上，全線均為軟土地基，場(chǎng)地下的海泥軟土層厚平均超過(guò)17米。依據(jù)實(shí)際勘察結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，沿線具有第四系填筑土層、沖積層、種植土層、殘積土層等，其中軟基處理是該工程施工的重點(diǎn)和難點(diǎn)，軟基處理主要采用真空吸水聯(lián)合堆載預(yù)壓工藝。施工區(qū)域內(nèi)部具有比較發(fā)達(dá)的水系，密布池塘、河網(wǎng)會(huì)因?yàn)榧竟?jié)的變化影響水位，會(huì)很大程度受到潮汐影響，流速、比降相對(duì)較小，水質(zhì)屬于半咸水，會(huì)隨著潮汐變化改變咸度，水流比較平穩(wěn)，屬于微咸水或者淡水。每天漲落兩次潮水，一般相差2m，一般來(lái)說(shuō)，不會(huì)具有太大的內(nèi)部地下水位變化，主要就是通過(guò)河潮水以及降水進(jìn)行水分補(bǔ)給。

三、設(shè)計(jì)真空聯(lián)合堆載預(yù)壓的原理和方案

（一）基本概念

真空聯(lián)合堆載預(yù)壓主要就是在真空預(yù)壓的基礎(chǔ)上進(jìn)行施工的前提下，當(dāng)膜內(nèi)真空符合相關(guān)設(shè)計(jì)需求的時(shí)候，并穩(wěn)定一到兩周以后再進(jìn)行堆載預(yù)壓施工。相比較于真空和堆載預(yù)壓技術(shù)來(lái)說(shuō)，這種聯(lián)合的方式具有上述兩種技術(shù)的優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)，可以適當(dāng)增加壓力差，以便于可以適當(dāng)增加滲透率，保證路基水分可以更加快速的消散，提高固結(jié)速度，保證具有一定加固效果。因?yàn)槎演d預(yù)壓方式具有比較長(zhǎng)的加固時(shí)間、很難控制安全性；深層攪拌樁、CFG樁等方式存在工程造價(jià)高，很難大面積使用；但是真空聯(lián)合堆載預(yù)壓這種方法明顯可以縮短周期、提高荷載速率、降低加固后沉降、工程造價(jià)合理等優(yōu)點(diǎn)，具有十分良好的應(yīng)用前景。

（二）設(shè)計(jì)原理

真空聯(lián)合堆載預(yù)壓技術(shù)的基本原理實(shí)際上就是在需要進(jìn)行軟土地基加固的部分設(shè)置一定的塑料排水板或者砂井等排水通道，做為豎向排水通道。在地面上合理的鋪設(shè)透水墊層，并在其中鋪設(shè)排水濾管道，以此來(lái)當(dāng)作水平排水通道，然后在上面覆蓋不透氣的密封膜，保證可以順利隔絕大氣。利用真空設(shè)備對(duì)敷設(shè)在透水層的吸水管道進(jìn)行抽氣，然后排出密封膜內(nèi)部空氣和水分，保證能夠形成氣壓差，形成的氣壓差可以在一定程度上類似于相應(yīng)高度下的路基荷載。然后在密封膜上進(jìn)行堆載，形成雙重的地基荷載，不斷排出地基中的氣、水，從而形成地基的固結(jié)。這種方法有機(jī)結(jié)合路基堆載處理技術(shù)以及真空預(yù)壓技術(shù)，在真空預(yù)壓的時(shí)候，產(chǎn)生負(fù)壓，使土體產(chǎn)生向內(nèi)收縮的變形，在進(jìn)行堆載預(yù)壓的時(shí)候，會(huì)使得地基出現(xiàn)一定的向外側(cè)的形變，使用真空聯(lián)合堆載預(yù)壓這種有機(jī)結(jié)合真空預(yù)壓技術(shù)以及路基堆載處理技術(shù)的方法，使堆載形成的向外側(cè)向的形變和真空形成的向內(nèi)側(cè)向形變可以相互抵消，使施工過(guò)程中的地基更加穩(wěn)定。此外，在基于真空荷載作用的情況下，會(huì)形成固結(jié)的地基土，提高強(qiáng)度，確?？梢钥焖龠M(jìn)行堆載，并且不會(huì)破壞穩(wěn)定性[1]，有利于縮短工期。

（三）流程和工藝

1、平整場(chǎng)地，首先要把場(chǎng)地平整清楚，清除石塊、樹根等各種尖銳物體；

2、鋪設(shè)300-500mm厚的中粗砂墊層，打塑料排水板；

3、再鋪設(shè)300-500mm的中粗砂層，砂層要盡量鋪筑的平整、密實(shí)，并且要清除表面的石子貝殼等雜物；

4、鋪設(shè)濾管，在砂層中敷設(shè)水平方向的濾管，濾管用有均勻的孔洞的塑料管，并在管外包上土工布，管道的各個(gè)接頭要保證氣密性良好。

5、鋪密封膜。在砂層上整齊的鋪好一層土工布，再鋪密封膜。

6、安裝抽真空裝置。大約每700-800平方米布置一套真空射流泵，并且要預(yù)留有備用泵；要保證各個(gè)接口有良好的氣密性；

7、密封。在四周挖好密封溝，把密封膜放入溝中，回填，密封；

8、抽真空。上面的工序完成后，就可以開始抽真空了，邊抽邊檢查密封情況，及時(shí)對(duì)發(fā)現(xiàn)的漏氣部位進(jìn)行處理，直到膜下的真空度達(dá)到要求（一般是-80kPa），并且穩(wěn)定下來(lái)；

9、設(shè)沉降觀測(cè)桿。在膜下真空度達(dá)到要求，并穩(wěn)定1-2周后，在密封膜上再蓋一層土工布，并在上面放好沉降觀測(cè)桿，注意不要破壞了密封膜；

10、堆載。為了保護(hù)密封膜，要用人工在土工布上再鋪一層 300-500mm的砂墊層，并且要求砂中無(wú)石子、樹枝等雜物，然后就可以逐層進(jìn)行堆載預(yù)壓。

四、真空聯(lián)合堆載預(yù)壓技術(shù)的效果和影響

（一）施工效果

本工程經(jīng)過(guò)真空聯(lián)合堆載頂壓，大部分路段都具有符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的沉降，除了K2+600～K2+720路段具有比較小的沉降外，真空預(yù)壓效果還是十分理想的。大約需要施工 150天?，F(xiàn)階段，此工程已經(jīng)竣工驗(yàn)收，并已通車，路基整體情況穩(wěn)定，完全達(dá)到了設(shè)計(jì)規(guī)范和沉降的要求。

（二）對(duì)周邊環(huán)境的影響

1、對(duì)地表的影響

在處理地基的時(shí)候，使用真空聯(lián)合堆載頂壓，會(huì)在一定程度上影響周圍環(huán)境，最主要的就是使得附近道路出現(xiàn)裂痕、局部農(nóng)田下降以及抽出的地表咸水會(huì)有部分流入到農(nóng)田等問(wèn)題。

2、對(duì)高聳結(jié)構(gòu)物的影響

在 K1+120道路左側(cè)，有一座未拆除的倉(cāng)庫(kù)，邊緣的部位距離真空邊界大約15m。在使用真空預(yù)壓以后，開始出現(xiàn)倉(cāng)庫(kù)下沉，最終會(huì)達(dá)到 30cm的沉降，倉(cāng)庫(kù)外表面會(huì)出現(xiàn)一定的墻皮剝離、脫離問(wèn)題。通過(guò)分析上述問(wèn)題，需要適當(dāng)停止進(jìn)行抽空作業(yè)，可以適當(dāng)變?yōu)槎演d預(yù)壓的方式。

（三）對(duì)工程造價(jià)和工期的影響

真空聯(lián)合堆載預(yù)壓方法對(duì)于周邊農(nóng)田和高聳結(jié)構(gòu)物來(lái)說(shuō)，有很大影響，會(huì)產(chǎn)生一定的修復(fù)費(fèi)用，增加工程造價(jià)；

與一般的堆載預(yù)壓方法相比，真空聯(lián)合堆載預(yù)壓費(fèi)用會(huì)偏高，但工期大大縮短；與其他較常用的深層攪拌樁、CFG樁等軟土地基處理方法相比，采用真空聯(lián)合堆載預(yù)壓方法的費(fèi)用就大大的降低了，而工期卻差不多。

結(jié)束語(yǔ)：

總而言之，真空聯(lián)合堆載預(yù)壓技術(shù)在市政工程中應(yīng)用具有一定的效果和廣闊的應(yīng)用前景。經(jīng)過(guò)大量實(shí)踐表明，真空聯(lián)合堆載預(yù)壓可以適當(dāng)?shù)慕档蛙浲恋鼗探Y(jié)時(shí)間，縮短整體施工周期，充分滿足設(shè)計(jì)沉降和路基沉降的實(shí)際規(guī)范需求；但對(duì)于高聳的建筑結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，這種施工方式具有很大影響；這種施工技術(shù)會(huì)對(duì)周圍環(huán)境產(chǎn)生比較大的影響，導(dǎo)致出現(xiàn)房屋開裂、莊稼枯萎、農(nóng)田下沉以及出現(xiàn)生產(chǎn)矛盾等，處理不好會(huì)出現(xiàn)中斷施工、增加施工周期、影響施工進(jìn)度、增加成本以及管理難度等問(wèn)題。

[1] 張會(huì)榮,黃耀儉.真空聯(lián)合堆載預(yù)壓法在市政工程建設(shè)中的應(yīng)用[J].山西建筑,2010,35(8):277-278.

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1007-6344（2015）09-0126-01