真空聯(lián)合堆載預(yù)壓法在軟基處理中的應(yīng)用研究

吳智敏

摘 要：軟基處理是建設(shè)工程中的一項(xiàng)重要工作，軟基處理水平高低對(duì)整個(gè)建設(shè)工程的質(zhì)量、安全起著極大影響，采取合適的處理方法，提高軟基處理水平，是施工企業(yè)應(yīng)當(dāng)重視的內(nèi)容。真空聯(lián)合堆載預(yù)壓法是軟基處理一種常用方法，文章對(duì)其在軟基處理中的應(yīng)用展開(kāi)研究，以期為同類工程提供一定參考。

關(guān)鍵詞：真空聯(lián)合堆載預(yù)壓法；軟基處理；應(yīng)用

中圖分類號(hào)：U416.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-8937（2016）08-0168-02

由于我國(guó)地質(zhì)條件較為復(fù)雜，軟土地基是經(jīng)常遇到的問(wèn)題，如果軟基處理不當(dāng)，其承載力、穩(wěn)定性就難以滿足工程要求，引發(fā)工程沉降、傾斜、坍塌等問(wèn)題。真空聯(lián)合堆載預(yù)壓法可以有效縮短工期、提高沉降控制效果，對(duì)大面積軟基處理尤為使用，加強(qiáng)對(duì)其在實(shí)際中應(yīng)用的研究，有著重要意義。

1 真空聯(lián)合堆載預(yù)壓法概述

真空聯(lián)合堆載預(yù)壓法的基礎(chǔ)是真空預(yù)壓法和堆載預(yù)壓法，其中，真空預(yù)壓法的加固原理是利用真空泵，將薄膜下地基中的氣體抽取出來(lái)，形成真空，在外荷載保持不變的條件下，使得地基中出現(xiàn)負(fù)壓，從而降低孔隙水壓力，提高有效應(yīng)力；堆載預(yù)壓法的加固機(jī)理則是在豎向排水板和砂墊層的基礎(chǔ)上，通過(guò)在軟基上堆載來(lái)增加總應(yīng)力，在壓力作用下使系統(tǒng)只能靠孔隙水排除，孔隙水壓力就能夠轉(zhuǎn)換為土體有效應(yīng)力，達(dá)到增強(qiáng)軟基強(qiáng)度的效果。真空聯(lián)合堆載預(yù)壓法主要由固結(jié)排水系統(tǒng)、加壓系統(tǒng)兩大部分組成，其中，加壓系統(tǒng)又包括載荷加壓和真空加壓，通過(guò)兩種加壓方式的共同作用，來(lái)縮短達(dá)到一定加壓效果所需要的時(shí)間，在縮短工期的同時(shí)，避免堆載材料不足的弊端。

在真空聯(lián)合堆載預(yù)壓法應(yīng)用中，其應(yīng)用過(guò)程是先進(jìn)行抽真空，使砂墊層形成負(fù)壓，土體內(nèi)部出現(xiàn)壓力差，初步固結(jié)土體；同時(shí)，再在水平墊層上進(jìn)行堆載，通過(guò)增加外部荷載，來(lái)升高土體孔隙水壓力，而升高的孔隙水壓力會(huì)在真空壓力作用下排出消散，使得壓力梯度增大，進(jìn)一步壓密土體，起到更好的固結(jié)效果。

2 真空聯(lián)合堆載預(yù)壓法在軟基處理中的應(yīng)用要點(diǎn)

以某軟土地基為例，其表層為浮淤，屬于滯洪區(qū)，需要處理的寬度是23 m，深度是18～21 m，軟基處理面積較大；同時(shí)，由于工程對(duì)沉降控制要求相對(duì)較高，工期較緊，故需要采用真空聯(lián)合堆載預(yù)壓法來(lái)處理軟基，具體應(yīng)用要點(diǎn)有以下方面。

2.1 填筑工作面的要點(diǎn)

由于此軟基表層是淤泥，容易造成施工機(jī)械的沉陷，所以，在處理軟基前，需要先在軟基表面填筑工作面，先鋪設(shè)2層竹笆，然后鋪設(shè)1層土工格柵，最后填筑中粗砂，填筑厚度需要使填筑面比水面高出0.5 m。

2.2 排水系統(tǒng)施工要點(diǎn)

排水系統(tǒng)有水平排水、豎向排水兩部分，其中，水平排水的方法是鋪設(shè)砂墊層，砂墊層使用的砂礫應(yīng)當(dāng)具有堅(jiān)硬、密實(shí)以及透水性強(qiáng)等特點(diǎn)，含泥量應(yīng)在5%以內(nèi)，滲透系數(shù)需超過(guò)0.01 cm/s，厚度以50 cm為宜。

豎向排水是通過(guò)使用塑料排水板來(lái)完成的，能夠起到使土體水從豎直方向排出的作用，排水板的深度需要根據(jù)軟土層厚度來(lái)決定，就本工程來(lái)說(shuō)，排水板深度以20 m為宜，排水板類型、間距需要綜合土體滲透性、施工工期以及加固效果多方面因素來(lái)選擇，采用三角形布置方式。

2.3 真空預(yù)壓施工要點(diǎn)

真空預(yù)壓主要是密封膜施工，其技術(shù)要求有：?jiǎn)挝幻娣e的重量要在120 g/m2以上；雙向抗拉強(qiáng)度要超過(guò)13 kN/m，雙向延伸率要小于30%；滲透系數(shù)要大于0.003 cm/s，膜下真空度應(yīng)超過(guò)85 kPa。

在密封膜施工中，為保證施工質(zhì)量，避免密封膜破裂或者漏氣，需要采取的措施有：

首先，在施工前，先對(duì)密封溝、墊層進(jìn)行檢查，清除掉樹(shù)枝、草根、石塊等可能造成密封膜損壞的物體；

其次，密封膜的鋪設(shè)長(zhǎng)度需要考慮到地基沉降變形的影響，留足富余量，避免密封膜被拉裂；

第三，在密封膜鋪設(shè)過(guò)程中，操作人員需要穿軟底鞋或者光腳，并隨鋪隨壓，避免起風(fēng)造成密封膜被卷走、撕裂；

第四，在密封膜鋪設(shè)完成后，要通過(guò)試抽真空來(lái)檢驗(yàn)鋪設(shè)質(zhì)量，檢查是否有漏氣現(xiàn)象，對(duì)于出現(xiàn)破裂的密封膜，需要通過(guò)薄膜粘貼修補(bǔ)。

2.4 堆載預(yù)壓施工要點(diǎn)

堆載預(yù)壓通常是在真空預(yù)壓完成10～15 d之后進(jìn)行的，此時(shí)的膜下真空度已經(jīng)達(dá)到相應(yīng)要求，且保持相對(duì)穩(wěn)定，堆載預(yù)壓的施工方法為：

首先，在密封膜上鋪設(shè)寬幅聚酯長(zhǎng)絲無(wú)紡針刺的土工布，起到保護(hù)密封膜的作用，土工布厚度應(yīng)超過(guò)2.2 mm，撕破強(qiáng)力要在0.42 kN以上。

其次，在土工布上攤鋪砂墊層，采取人工鋪設(shè)的方法，砂墊層厚度為30 cm；然后再依次鋪設(shè)土工格柵、碎石墊層，之后可以通過(guò)機(jī)械鋪設(shè)的方法填筑厚1 m的細(xì)粒土，再按照正常路基填筑壓實(shí)方法填筑，達(dá)到預(yù)壓高度為止。

第三，在整個(gè)加載過(guò)程中，要嚴(yán)格控制加載速率，將豎向變形和水平位移分別控制在20 mm/d、4 mm/d以內(nèi)。

2.5 卸載施工要點(diǎn)

在預(yù)壓卸載施工中，需要先根據(jù)實(shí)際測(cè)量得到的沉降曲線，來(lái)計(jì)算地基土地的固結(jié)程度，在固結(jié)度超過(guò)85%、連續(xù)10 d地面沉降速率平均低于2 mm/d時(shí)，才可以將預(yù)壓荷載卸除。

2.6 施工期觀測(cè)要點(diǎn)

在整個(gè)施工周期以內(nèi)，需要對(duì)預(yù)壓相關(guān)參數(shù)指標(biāo)進(jìn)行持續(xù)觀測(cè)，主要的觀測(cè)的內(nèi)容預(yù)壓后土體參數(shù)變化情況，包括孔隙壓力值、真空壓力值、水平位移量、地面沉降值以及深層沉降值等。其中，真空壓力觀測(cè)頻率以1次/2～4 h為宜；沉降觀測(cè)要采取定時(shí)、定點(diǎn)專人觀測(cè)的方式，在鋪膜前，觀測(cè)頻率為1次/2 d，抽真空前10 d內(nèi)，觀測(cè)頻率為1次/1 d，在堆載時(shí)觀測(cè)頻率為1次/2 d，且每層填筑都需要觀測(cè)1次。

3 真空聯(lián)合堆載預(yù)壓法在軟基處理中的應(yīng)用效果

3.1 沉降與固結(jié)度結(jié)果

通過(guò)比較軟基處理前后的沉降情況，可以計(jì)算出軟基的固結(jié)度，進(jìn)而判定真空聯(lián)合堆載預(yù)壓法對(duì)軟基的加固效果。在某工程中，地表沉降量、固結(jié)度分別為1 595～1 730 mm、92.2%，加固效果十分顯著， 殘余沉降量值是135 mm，小于150 mm的標(biāo)準(zhǔn)，符合要求。

3.2 土質(zhì)變化情況分析

在加固前后，分別對(duì)軟土地基鉆孔取樣，通過(guò)室內(nèi)分析，來(lái)確定軟基土質(zhì)情況，其具體土質(zhì)參數(shù)，見(jiàn)表1，從中可知，經(jīng)真空聯(lián)合堆載預(yù)壓處理后，軟基的含水率、孔隙比等都顯著降低，壓縮模量、粘聚力以及內(nèi)摩擦角顯著增大，土質(zhì)物理性質(zhì)發(fā)生極大改變，加固效果十分明顯。

4 結(jié) 語(yǔ)

綜上所述，真空聯(lián)合堆載預(yù)壓法是一種十分有效的軟基處理方法，不僅能夠起到良好的加固軟基效果，而且能夠有極大縮短工期，有著較為突出的優(yōu)勢(shì)。因此，加強(qiáng)對(duì)真空聯(lián)合堆載預(yù)壓法的研究，將其正確運(yùn)用于軟基處理中，對(duì)提高工程建設(shè)質(zhì)量、保證工程建設(shè)周期有著重要意義。

參考文獻(xiàn)：

[1] 姚劍.真空聯(lián)合堆載預(yù)壓法在軟基處理中的應(yīng)用[J].北方交通，2015，（9）.