公路工程真空聯(lián)合堆載預(yù)壓施工技術(shù)的應(yīng)用

牛 華 陳金濤

河南萬方交通工程有限公司

公路工程真空聯(lián)合堆載預(yù)壓施工技術(shù)的應(yīng)用

牛 華 陳金濤

河南萬方交通工程有限公司

在公路工程施工中施工企業(yè)必須充分了解及掌握真空聯(lián)合堆載系統(tǒng)，對各環(huán)節(jié)質(zhì)量嚴(yán)格把關(guān)，確保整體工程施工質(zhì)量達(dá)到合格水平，并努力實(shí)現(xiàn)創(chuàng)優(yōu)目標(biāo)。為此，本文主要對真空聯(lián)合堆載預(yù)壓法概況、作用、施工工藝及質(zhì)量控制進(jìn)行了分析與探究。

公路工程；真空聯(lián)合堆載預(yù)壓技術(shù)

一、真空聯(lián)合堆載預(yù)壓法的概況

公路工程路基加固中預(yù)壓法應(yīng)用的軟土路基主要是淤泥質(zhì)粘土、淤泥與人工沖填土等。也就是在施工路基上，提前進(jìn)行相應(yīng)靜荷載的施加，當(dāng)壓實(shí)路基土后，應(yīng)將荷載去除，進(jìn)而起到軟土路基承載力提升及降低沉降量的效果。目前常用的預(yù)壓法主要包括兩種：真空預(yù)壓法和堆載預(yù)壓法。真空聯(lián)合堆載預(yù)壓法就是在大氣壓力每平方10噸的情況下，堆載預(yù)壓施工中，借助大氣的壓力，將兩者之間的功能性進(jìn)行最大限度的發(fā)揮，進(jìn)而起到土體固結(jié)收縮速度加快的作用。

（1）排水系統(tǒng)。排水系統(tǒng)由砂墊層（橫向排水體）和豎向排水體（砂井）組成。砂墊層一般采用中粗砂，含泥量應(yīng)小于5%，厚度40-70cm，表面宜鋪設(shè)平整。如果不采用真空預(yù)壓，砂墊層的邊緣必須出露以排出軟土釋放的水；對于真空聯(lián)合堆載預(yù)壓法，必須將砂墊層密封以保證不漏氣。

（2）真空系統(tǒng)。真空系統(tǒng)主要由密封膜、濾水管和真空泵組成。密封膜用于密閉砂墊層和淺層軟土，防止漏氣；濾水管成網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)鋪設(shè)在砂墊層中，使抽真空形成的負(fù)壓在砂墊層和砂井中快速擴(kuò)散，井將固結(jié)釋放的水輸送出去：濾水管與真空泵相連，真空泵連續(xù)抽水、抽氣，保證負(fù)壓的形成。真空系統(tǒng)可以在砂墊層中形成60kPa～80kPa的負(fù)壓。

（3）加壓系統(tǒng)。加壓系統(tǒng)實(shí)際就是填土堆載，分階段堆填到設(shè)計(jì)高度，井確保地基的穩(wěn)定性。為了減少工后沉降，必要時(shí)可以實(shí)施超載預(yù)壓，預(yù)壓填土高度超出正常路堤高度，等地基沉降量達(dá)到要求后再卸荷。

二、公路工程施工中真空聯(lián)合堆載法的作用

1、提高加固效果

作為一種新型軟基處理技術(shù)，真空聯(lián)合堆載預(yù)壓法是真空預(yù)壓和堆載預(yù)壓技術(shù)的綜合，其具有這兩種預(yù)壓技術(shù)的特點(diǎn)及效果，主要應(yīng)用于具有較大荷載及承載力要求的公路工程中，在工程效果加固中，其主要具有三個特點(diǎn)。

（1）固結(jié)速度。真空預(yù)壓階段，通過濾管、砂墊層及垂直排水通道真空度向上體內(nèi)部逐漸傳遞，在壓差作用下土體孔隙水向外不斷排出，進(jìn)而起到土體排水固結(jié)的作用。

（2）加固深度?？紫端畨毫ι疃鹊淖兓瘜庸躺疃绕鸬?jīng)Q定性作用。選用真空聯(lián)合堆載預(yù)壓法進(jìn)行軟基加固，造成孔隙水壓力改變的主要因素就是真空度。

（3）強(qiáng)度增加。軟基處理中選用真空聯(lián)合堆載預(yù)壓法進(jìn)行加固施工時(shí)，當(dāng)真空度達(dá)80kPa時(shí)，真空荷載與4米到5米高度的填上荷載一致，在預(yù)壓施工中真空聯(lián)合堆載預(yù)壓法具有較高的等效超載高度，又在快速固結(jié)及較高影響深度的作用下，極大地增強(qiáng)了其強(qiáng)度。

2、增強(qiáng)地基穩(wěn)定性

在真空預(yù)壓的前提下真空聯(lián)合堆載預(yù)壓法必須進(jìn)行堆荷外載的施加。在真空作用下將出現(xiàn)負(fù)壓狀態(tài)，促使土體出現(xiàn)向內(nèi)收縮變形的情況，進(jìn)而將因堆載引起的向外擠出變形進(jìn)行有效抵消。

三、真空聯(lián)合堆載預(yù)壓法的施工工藝

隨著社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，公路工程已經(jīng)成為我國基礎(chǔ)建設(shè)中的一項(xiàng)重要建設(shè)項(xiàng)目，真空聯(lián)合堆載預(yù)壓技術(shù)作為公路工程軟基處理中的主要技術(shù)，其施工技術(shù)水平的高低直接關(guān)系著工程的整體質(zhì)量。

1、將排水通道先設(shè)置在軟土地基上，遵循相應(yīng)施工要求將砂墊層鋪設(shè)在其上部，隨后進(jìn)行打袋裝砂井作業(yè)，其長度控制在淤泥層打穿為止，通常情況下間距要定為1.5米以內(nèi)。

2、監(jiān)測儀器埋設(shè)。嚴(yán)格按照施工現(xiàn)場實(shí)際路基情況，在試驗(yàn)段進(jìn)行兩個監(jiān)測斷面的設(shè)置，并進(jìn)行空隙水壓力儀、測斜儀、表面沉降板和真空度測定儀等儀器的埋設(shè)，對軟基加固施工前后應(yīng)力、應(yīng)變變化情況進(jìn)行監(jiān)測。

3、場地清理及排水管安裝。將砂墊層表面雜物清理干凈，將密封膜加鋪到其上面避免表面損壞情況的出現(xiàn)。隨后進(jìn)行真空排水管道的安裝。如在高速公路施工中，因其路堤形狀主要為長條，要進(jìn)行兩種排水管道的設(shè)置如主管和濾管。

4、將真空管路接入主管內(nèi)，通過密封膜與射流泵進(jìn)行有效連接，600平方米到800平方米的加固區(qū)內(nèi)由一臺射流泵進(jìn)行控制。管道連接過程中，必須確保其連接的穩(wěn)固性及密封性。

5、鋪設(shè)管道施工結(jié)束后，要進(jìn)行密封膜鋪設(shè)作業(yè)。應(yīng)選用具有良好抗老化、高韌性及較強(qiáng)抗穿刺性、密封性等密封膜。隨后在加固區(qū)周圍進(jìn)行密封溝的開挖，其深度控制在1.5米以上，并穿過淤泥層50厘米以上。

6、密封膜鋪設(shè)完成后，就要進(jìn)行真空抽取作業(yè)，這個過程中要對漏氣情況進(jìn)行隨時(shí)檢查，通常在地基、邊溝、薄膜及接頭等位置出現(xiàn)漏氣情況。一般情況下，膜內(nèi)真空度要超過70kPa，必須在密封膜鋪設(shè)后7到10天的時(shí)間，這個過程結(jié)束后，需進(jìn)行2到3天的穩(wěn)定，之后在進(jìn)行堆載施工。堆載施工前，應(yīng)將一層防避免填土料將密封膜頂破的無紡布等織物加鋪在密封膜上，只有這樣才能提高施工的質(zhì)量。

四、真空預(yù)壓質(zhì)量控制

1、真空度測試。真空預(yù)壓正常階段就是密封膜下面真空度超過80kpa并穩(wěn)定在這個范圍的情況下，如真空堆載預(yù)壓正常階段3個月后，連續(xù)5、6天加固區(qū)中心點(diǎn)沉降率的平均值都在2mm/d以下時(shí)，就能進(jìn)行停機(jī)卸荷作業(yè)，并進(jìn)行必要的驗(yàn)收作業(yè)。

2、空隙水壓力測試。定時(shí)進(jìn)行多次測試，一般情況下平均1天要進(jìn)行2到3次的測量，進(jìn)而對土體內(nèi)空隙水壓力在抽填過程中的變化進(jìn)行充分了解。

3、表面沉降觀測。表面沉降觀測要在袋裝砂井施工過程中級真空預(yù)壓后進(jìn)行，以此對沉降速度、沉降總量等進(jìn)行充分了解。

4、觀測側(cè)向位移。在真空預(yù)壓的作用下，促使路基中心有負(fù)壓區(qū)的出現(xiàn)，也就是說將圍壓施加在了土體上，這種情況下側(cè)向位移的位移趨勢主要是向路基中心逐漸移動。在填土施工中，側(cè)向位移可能向路基外移動，但此時(shí)其具有較小的位移量，并不會對路基的安全性造成極大的危害。

五、結(jié)束語

綜上所述，空聯(lián)合堆載預(yù)壓技術(shù)作為公路工程軟基處理的重要組成部分，其處理技術(shù)水平的高低將直接影響到公路工程的整體質(zhì)量，為防止任何安全事故出現(xiàn)在路基施工施工中，相關(guān)部門及施工企業(yè)必須根據(jù)施工現(xiàn)場的具體情況及當(dāng)?shù)刈匀粭l件、地質(zhì)等條件，提高其技術(shù)水平，規(guī)范施工工藝，只有這樣才能確保公路工程的整體質(zhì)量。

［1］朱建才；真空聯(lián)合堆載預(yù)壓加固軟基機(jī)理及工藝研究［D］；浙江大學(xué)；2014年

［2］趙常洲；高速公路軟基真空—堆載聯(lián)合預(yù)壓加固機(jī)理及其數(shù)值模擬［D］；中國地質(zhì)大學(xué)（北京）；2008年