真空預(yù)壓法在軟土路基施工中的應(yīng)用

井紅兵

(鹽城市交通規(guī)劃設(shè)計(jì)院)

1 真空預(yù)壓法的工作原理

真空預(yù)壓法的具體工作原理為首先是在軟土路基中上設(shè)置排水或者袋裝砂井，以此作為軟基的豎向排水通道，同時(shí)在路基上鋪設(shè)砂墊層，以此作為軟基的橫向排水通道，接著在上面覆蓋一層不透水的密封薄膜，從而將路面與大氣隔絕開(kāi)來(lái)，這樣通過(guò)砂墊層中的吸水通道即可在路基中產(chǎn)生一個(gè)氣壓差，此氣壓差在路基中的作用就相當(dāng)于在路基表面施加一個(gè)荷載，隨著密封薄膜內(nèi)的空氣的逐漸減少，膜內(nèi)的真空度不斷提高，作用在路面表面上的氣壓差也不斷增強(qiáng)，從而將軟土路基中的氣體和水排除，最終實(shí)現(xiàn)軟土路基的固結(jié)效果。如圖1 所示為真空預(yù)壓加固工藝示意圖。采用真空預(yù)壓法進(jìn)行處理的軟土路基不會(huì)對(duì)后期的路段施工造成不必要的影響，通過(guò)隨著路基的加高，軟土路基的固結(jié)會(huì)得到加強(qiáng)，因此真空預(yù)壓法在高速公路軟土路基處理中的應(yīng)用具有非常理想的效果。

圖1 真空預(yù)壓加固工藝示意圖

2 工程概況

本工程為某市一高速公路A30 標(biāo)段工程。工程所在區(qū)域?yàn)闉I海平原相和和瀉湖沼澤相沉積，地層的分布情況較為復(fù)雜。在橋頭存在一些高填方的路段，填方高度最大可達(dá)到5 m，在其底部存在較厚的軟臥層，土層為淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土。因此為了確保工程施工的順利，針對(duì)該標(biāo)段存在的軟土路基的問(wèn)題，經(jīng)過(guò)分析研究，決定采用真空預(yù)壓技術(shù)對(duì)其進(jìn)行加固處理。

3 真空預(yù)壓技術(shù)施工工藝

3.1 施工工藝流程

如圖2 所示為真空預(yù)壓技術(shù)施工工藝流程。以下將主要對(duì)工藝流程中的要點(diǎn)進(jìn)行闡述。

圖2 真空預(yù)壓技術(shù)施工工藝流程

3.2 施工要點(diǎn)和質(zhì)量控制

(1)施工準(zhǔn)備工作。首先應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙的內(nèi)容對(duì)軟基處理的施工范圍進(jìn)行確定，本工程中需要進(jìn)行軟件處理的范圍為一個(gè)矩形區(qū)域，尺寸為200 m×88.3 m。接著對(duì)施工場(chǎng)地的地面高程進(jìn)行測(cè)量，并做好平整處理，從而確保地面平整密實(shí)，同時(shí)應(yīng)在適當(dāng)?shù)奈恢迷O(shè)置排水溝，加強(qiáng)場(chǎng)地內(nèi)的排水，確保場(chǎng)地干爽，最后在指定的位置埋設(shè)施工沉降觀測(cè)板和土中原型觀測(cè)儀。

(2)鋪設(shè)砂墊層。根據(jù)本工程的設(shè)計(jì)要求，設(shè)置砂墊層采用的材料為中精粗河砂。本工程需要鋪設(shè)50 cm 厚的砂墊層，首先鋪設(shè)一半的砂墊層，接著采用機(jī)械對(duì)其進(jìn)行振搗密實(shí)，同時(shí)在場(chǎng)地的邊角處預(yù)留2 m 的砂墊層超寬，以此為施工機(jī)械調(diào)頭提供足夠的空間。當(dāng)塑料排水板施工完成之后，即可將剩余的一半砂墊層鋪設(shè)完成。

(3)施工排水板。首先應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)的要求合理選擇施工機(jī)械，同時(shí)進(jìn)行塑料排水板的購(gòu)買，在材料正式使用之前，應(yīng)抽樣并送至檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)進(jìn)行質(zhì)量的檢查，符合要求方可使用。施工前應(yīng)根據(jù)位置的順序，在排水板上進(jìn)行編號(hào)，同時(shí)按照梅花形進(jìn)行放樣，同時(shí)在施工樁位上做好樁為標(biāo)記。本工程排水板按照樁間距1.4 m，排間距1 m 的尺寸要求進(jìn)行布置，這樣可以確保排水板之間的間均為1.4 m。當(dāng)進(jìn)行排水板的施打時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格控制好排水板的長(zhǎng)度，從而避免出現(xiàn)回帶的問(wèn)題，同時(shí)還應(yīng)仔細(xì)觀察振錘提升的高度以及落下的位置，從而防止出現(xiàn)偷工減料的問(wèn)題，避免出現(xiàn)接上板。在施工過(guò)程中應(yīng)加強(qiáng)對(duì)工程的檢查，施打完成之后應(yīng)及時(shí)對(duì)施打記錄進(jìn)行抽檢，比如采用在塔架上系吊錘的方式對(duì)排水板的垂直度進(jìn)行檢查。檢查完成之后應(yīng)督促相關(guān)人員做好簽字確認(rèn)，這樣才能有效的確保排水板的施工質(zhì)量。

(4)埋設(shè)吸水管。吸水管主要分為主管和支濾管兩種。本工程采用的主管和支濾管均采用PVC 管，前者管道直徑為80 mm，后者則為直徑50 ～75 mm。主管和支濾管之間采用變徑三通、四通的連接方式，管徑的對(duì)接采用鋼絲吸水管連接的方式。主管和支濾管全部埋深在砂層中，同時(shí)采用出膜器和吸水管將其與真空泵連接在一起。

(5)挖密封溝。在真空預(yù)壓施工中，密封溝主要是起到密封加固區(qū)周邊的作用，因此密封溝是設(shè)置在加固區(qū)的周圍。對(duì)密封溝進(jìn)行施工采用的是挖土機(jī)開(kāi)挖為主，人工為輔的方式。當(dāng)密封膜鋪設(shè)完成之后，即可對(duì)密封溝進(jìn)行回填，通常采用淤泥或者粘土。當(dāng)進(jìn)行密封溝的開(kāi)挖施工時(shí)，可以同時(shí)進(jìn)行主管和支濾管的施工，并且還應(yīng)將露出砂墊層表面的塑料排水板埋入到砂墊層中，接著對(duì)砂墊層進(jìn)行清理，確保其表面無(wú)雜物。

(6)鋪設(shè)密封膜和土工布。在正式使用密封膜和土工布之前，應(yīng)先進(jìn)行抽樣檢查，確保符號(hào)要求之后方可使用。在鋪設(shè)密封膜之前，應(yīng)先對(duì)砂墊層的表面進(jìn)行檢查，確保其上不存在尖銳的雜物，防止對(duì)密封膜造成損壞，接著采用人工的方式對(duì)其表面進(jìn)行細(xì)平，并根據(jù)要求在合適的位置埋設(shè)真空表側(cè)頭和其他觀測(cè)儀器，之后即可開(kāi)始進(jìn)行密封膜的鋪設(shè)。首先鋪設(shè)一層土工布，接著將整個(gè)預(yù)壓施工范圍內(nèi)鋪設(shè)兩層土工膜，并將膜的四周埋設(shè)到密封溝內(nèi)，當(dāng)進(jìn)行密封溝的回填時(shí)，采用填土將膜一起埋入到密封溝內(nèi)，回填第一層土?xí)r，應(yīng)確保膜體與緊貼著溝底和溝壁，同時(shí)還應(yīng)確保有膜體一定的預(yù)留寬帶超出密封溝延伸到預(yù)壓施工范圍之外。當(dāng)在膜上鋪設(shè)沉降標(biāo)底座時(shí)，應(yīng)采用土工布進(jìn)行保護(hù)，從而避免其對(duì)薄膜造成損壞。

(7)出膜連接和真空泵系統(tǒng)安裝。本工程采用的真空泵為JZJX 型真空泵，真空泵與真空主管之間的連接采用的是出膜其和吸水管，連接時(shí)應(yīng)確保密封牢固。

(8)抽真空預(yù)壓施工。當(dāng)真空泵連接完成之后，首先應(yīng)進(jìn)行真空泵試抽真空。將真空泵開(kāi)啟，并查看真空計(jì)，確定真空度是否能夠達(dá)設(shè)計(jì)值，如果達(dá)不到要求，應(yīng)對(duì)機(jī)械和薄膜的密封情況進(jìn)行檢查，查明原因，并及時(shí)采取措施進(jìn)行處理。在本工程中一共采用6 臺(tái)真空泵投入使用，其中3 臺(tái)作為備用。當(dāng)試抽真空符合要求之后，即正式進(jìn)行抽真空作業(yè)。抽真空進(jìn)行7 d 之后，密封膜下的真空度穩(wěn)定在75 ～78 kPa 之間，這符合設(shè)計(jì)的要求。為了有效的確保真空預(yù)壓的施工加固效果，真空預(yù)壓一共持續(xù)了20 d。在真空預(yù)壓施工中，在加固區(qū)的周邊出現(xiàn)了一些較大的裂縫，裂縫的最大寬度達(dá)到了10 cm，同時(shí)有進(jìn)一步擴(kuò)大的趨勢(shì)。因此為了避免裂縫對(duì)預(yù)壓施工造成影響，針對(duì)裂縫這一問(wèn)題，對(duì)于發(fā)展較深的裂縫采用灌漿的措施進(jìn)行處理。在抽真空作業(yè)過(guò)程中，應(yīng)按時(shí)對(duì)真空泵的電力供應(yīng)情況進(jìn)行檢查，并密切關(guān)注檢測(cè)儀表的情況，同時(shí)加強(qiáng)對(duì)真空泵的檢修工作，檢修時(shí)應(yīng)避免影響真空值，最后應(yīng)做好施工相關(guān)數(shù)據(jù)的記錄和處理，認(rèn)真記錄好真空度和沉降情況。

4 結(jié) 語(yǔ)

文章通過(guò)針對(duì)某高速公路在橋頭存在一些高填方的路段，填方高度達(dá)到5m 同時(shí)其底部存在較厚的軟臥層，因此對(duì)其采取真空預(yù)預(yù)壓法軟基處理技術(shù)。從工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明，軟土路基通過(guò)采取真空預(yù)壓法處理后，其不會(huì)對(duì)后期的路段施工造成不必要的影響，在高速公路軟土路基處理效果較為顯著，可為同類工程提供參考實(shí)例。

［1］李洪安，馬海春，唐彤芝.真空預(yù)壓處理軟基技術(shù)及其發(fā)展［J］.山西建筑，2008，(16):122－124.

［2］王緒民，趙若華，苗永剛.堆載預(yù)壓與真空預(yù)壓加固軟土地基機(jī)理的比較分析［J］.工程勘察，2009，(9):68－69.