公路工程施工中真空聯(lián)合堆載預(yù)壓技術(shù)的應(yīng)用

張明明

摘 要：近年來，隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速增長，公路建設(shè)行業(yè)也得到了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，在公路建設(shè)中，軟土地基問題一直受到人們的關(guān)注。在公路工程軟基加固施工中，真空聯(lián)合堆載預(yù)壓技術(shù)作為主要的組成部分，具有施工速度快、操作簡單以及施工文明等特點，真空聯(lián)合堆載預(yù)壓技術(shù)的實施能夠快速排水凍結(jié)深厚軟土層地基，防止沉降現(xiàn)象在施工以后出現(xiàn)，工程施工的整體質(zhì)量受施工技術(shù)水平高低的直接影響。本文主要圍繞真空聯(lián)合堆載預(yù)壓技術(shù)加固機(jī)理，重點分析了真空聯(lián)合堆載預(yù)壓技術(shù)的施工工藝及質(zhì)量控制，希望能夠給今后的公路工程施工提供技術(shù)參考。

關(guān)鍵詞：公路工程；真空聯(lián)合堆載預(yù)壓技術(shù)；施工工藝

中圖分類號：U416.1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）01-0114-02

近年來，隨著公路事業(yè)的快速發(fā)展，諸多問題也隨著出現(xiàn)。有些公路工程路面在使用期限內(nèi)出現(xiàn)一定的損壞?，F(xiàn)如今，各地的交通量都在不斷加大，車輛載荷也在日益加重，超負(fù)荷工作在公路工程中頻繁出現(xiàn)，施工單位需要根據(jù)實際情況，通過切實有效的技術(shù)對其進(jìn)行處理，從而使公路工程的整體質(zhì)量得到有效提升，使公路上車輛行駛更加的安全和舒適。在公路工程軟基加固施工中，真空聯(lián)合堆載預(yù)壓技術(shù)作為重要施工技術(shù)得到了廣泛的推廣應(yīng)用，并使道路工程的整體質(zhì)量得到大幅提升，意義重大。

1 真空聯(lián)合堆載預(yù)壓技術(shù)加固機(jī)理

通過長期的實踐能夠看出，在公路軟基加固工程中，真空聯(lián)合堆載預(yù)壓技術(shù)的規(guī)范應(yīng)用具有良好的加固效果。通過應(yīng)用該技術(shù)，不但能夠有效處理路堤填筑過程中存在的穩(wěn)定性問題，而且能夠使施工周期及工后沉降大大降低。真空聯(lián)合堆載預(yù)壓技術(shù)主要是用薄膜密封需要加固的軟基，從而使大氣得到隔離。與此同時需要將真空通過射流泵進(jìn)行抽離，將加固區(qū)內(nèi)的空氣與水通過加固體表面鋪設(shè)的管道和豎向排水體袋裝砂井進(jìn)行抽出，從而使真空狀態(tài)形成。這個時候地表砂墊層將會有負(fù)壓出現(xiàn)，同時向深度方向繼續(xù)延伸，對附近土體進(jìn)行擴(kuò)散，從而使加固土體內(nèi)部。排水管道及砂墊層出現(xiàn)壓差。在壓差的作用下，土體孔隙水通過排水通道進(jìn)行不斷排除，從而使孔隙水壓力有效降低，達(dá)到壓密土體的作用，有效提升公路工程的整體施工質(zhì)量（圖1）。

2 公路工程施工中真空聯(lián)合堆載預(yù)壓技術(shù)的作用

（1）地基穩(wěn)定性得到增強(qiáng)。真空聯(lián)合堆載預(yù)壓技術(shù)需要在真空預(yù)壓的前提下進(jìn)行堆載荷外載的施加。負(fù)壓狀態(tài)將會在真空的作用下出現(xiàn)，從而使向內(nèi)收縮變形的情況在土體中出現(xiàn)，能夠有效抵擋因堆載引起的向外擠出變形情況。正因為這個原因，填土施工使地基的穩(wěn)定性得到有效增強(qiáng)。另外，向內(nèi)收縮變形的情況出現(xiàn)在地基中，也就是在路基兩邊施加反壓護(hù)道，這種情況的出現(xiàn)會有效增強(qiáng)抗滑力矩，通過上述能夠看出，在公路施工中將真空抽出形成負(fù)壓有利于路基穩(wěn)定。

（2）加固效果得到提升。加固深度受孔隙水壓力深度變化的直接影響。在軟基加固中應(yīng)用真空聯(lián)合堆載預(yù)壓技術(shù)，真空度是改變孔隙水壓力的主要因素。通過長期實踐能夠看出，真空度沿深度的衰減要低于堆載時總應(yīng)力沿深度的衰減程度。因此，相比于堆載預(yù)壓相比，真空聯(lián)合堆載預(yù)壓技術(shù)能夠多出許多的加固深度。真空聯(lián)合堆載預(yù)壓技術(shù)的快速固結(jié)效果也對路基的強(qiáng)度產(chǎn)生一定影響。

3 真空聯(lián)合堆載預(yù)壓技術(shù)的施工工藝

在公路施工過程中，各個施工階段都有著密切的聯(lián)系，一旦某一階段有問題出現(xiàn)，就會影響施工的整體質(zhì)量，甚至造成嚴(yán)重?fù)p失。真空聯(lián)合堆載預(yù)壓技術(shù)在公路施工中應(yīng)用時，為了避免出現(xiàn)安全事故，施工單位需要對真空聯(lián)合堆載預(yù)壓施工加強(qiáng)重視，根據(jù)施工區(qū)域的地質(zhì)條件和自然條件，對其技術(shù)水平不斷提高，對施工工序有效規(guī)范，從而提高公路施工質(zhì)量。

（1）首先要在軟土地基上設(shè)置排水通道，按照相關(guān)施工要求在其上部鋪設(shè)砂墊層，隨后實施打袋裝砂井作業(yè)，控制其長度到淤泥層打穿為止，一般情況下間距要適當(dāng)控制在1.5米左右。

（2）埋設(shè)監(jiān)測儀器。根據(jù)施工現(xiàn)場的路基實際情況，在試驗段設(shè)置兩個監(jiān)測斷面，同時正確埋設(shè)空隙水壓力儀、測斜儀、真空度測定儀以及表面沉降板等儀器，實時監(jiān)測軟基加固施工前后應(yīng)力和應(yīng)變變化情況。

（3）清理場地及安裝排水管道。清理干凈砂墊層表面雜物，在其表面上加鋪密封膜，防止表現(xiàn)出現(xiàn)損壞情況。接下來需要安裝真空排水管道。如果是對高速公路進(jìn)行施工，長條為其主要路堤形狀，需要設(shè)置主管和濾管兩種排水管道。一般情況下，主管選用直徑為6厘米的管道，順著縱向設(shè)置兩條間隔30米的，將兩條直徑6厘米的濾管管道每個6米設(shè)置在主管兩邊，在砂墊層頂部將主管和濾管通過軟管連接起來，使其為魚骨狀，并將濾管埋入軟基內(nèi)。

（4）在主管內(nèi)通過密封膜和射流泵接入真空管路，通過1臺射流泵控制600—800m2的加固區(qū)。在連接管道時，要使其連接的穩(wěn)固性和密封性得到保障。

（5）在完成管道鋪設(shè)以后，需要鋪設(shè)密封膜。在對密封膜進(jìn)行選擇時，要確保其抗老化性良好。韌性高且抗穿刺性和密封性較高。目前主要使用的密封膜為聚氯乙烯薄膜，主要原因在于該薄膜的厚度為0.14—0.16之間。然后再加固區(qū)周圍開挖密封溝，開挖深度必須大于1.5米，并且能夠穿過淤泥層50厘米。密封膜必須在溝內(nèi)實施錨固翻轉(zhuǎn)作業(yè)，選用粘性土進(jìn)行回填施工，從而使土體密實度有效增強(qiáng)，同時實施圍堰構(gòu)筑注水密封。

（6）密封膜鋪設(shè)。密封膜需要選用內(nèi)聚乙烯或聚氯乙烯薄膜材質(zhì)，厚度控制在0.12—0.17毫米的范圍內(nèi)，與軟基加固區(qū)邊長相比，密封膜邊長需要多出3—4米。為使密封達(dá)到最佳效果，可以將密封膜埋設(shè)在密封溝內(nèi)，第一層密封膜的埋設(shè)深度需要大于1米，然后按要求鋪設(shè)第二、三層密封膜。在對密封膜進(jìn)行鋪設(shè)時，需要防止損壞到密封膜，從而使施工質(zhì)量得到有效提高。

（7）抽真空預(yù)壓。供電線路確保正常以后，對真空進(jìn)行抽離，實時檢查漏氣情況。在施工過程中，抽真空裝置為真空射流泵系統(tǒng)，型號為IS型，真空射流泵額定功率選用7.5KW的，控制真空壓力大于0.096MPa，從而使其滿足真空預(yù)壓的要求。在施工時，要嚴(yán)格控制抽真空速率，能夠使軟基在加固時，范圍土體不會產(chǎn)生瞬間破壞。因此，需要先開啟一般的真空泵，通過檢測，真空度符合要求，達(dá)到650毫米泵柱，同時沒有漏氣現(xiàn)象發(fā)生，才能夠開啟全部真空泵。

（8）堆載及卸載。當(dāng)膜內(nèi)真空度在86.6KPa以上且穩(wěn)定2—3d后才能夠進(jìn)行堆載作業(yè)。堆載施工以前，需要在密封膜上面鋪設(shè)一層土工布，防止在回填土料過程中嚴(yán)重?fù)p害到密封膜，第一層填料可選擇石粉或細(xì)砂等，防止對密封膜造成損壞。在填筑過程中，需要按照設(shè)計要求對土層進(jìn)行分層填筑施工，碾壓時需要根據(jù)施工要求分層進(jìn)行，從而使路基壓實度與施工規(guī)定相符合，并且高程達(dá)到設(shè)計要求。在停泵作業(yè)前20d，需要將堆載施工完成。

4 公路工程施工中真空聯(lián)合堆載預(yù)壓技術(shù)的質(zhì)量控制

（1）測試真空度。密封膜下面的真空度只有超過80kPa并趨于穩(wěn)定，才能夠算是真空預(yù)壓的正常階段，假如假如真空堆載預(yù)壓正常階段超過三個月，加固區(qū)中心點沉降率的平均值連續(xù)5—6d都低于2mm/d時，可以實施停機(jī)卸荷作業(yè)，完成卸荷后進(jìn)行驗收。

（2）測試空隙水壓力。對孔隙水壓力進(jìn)行多次的定時測試，通常情況下平均1d一按測量2—3次，從而充分了解在抽填過程中土體內(nèi)空隙水壓力的變化情況。

（3）觀測表面沉降。在袋裝砂井施工過程中及真空預(yù)壓后認(rèn)真觀測表面沉降情況，從而充分了解沉降速度、沉降總量等。

（4）觀測側(cè)向位移。促使路基中心在真空預(yù)壓的作用下出現(xiàn)負(fù)壓區(qū)，也可以說是在土體上施加圍壓，這種情況下側(cè)向位移的主要趨勢是逐漸移動至路基中心。在進(jìn)行填土施工時，可能會出現(xiàn)向路基外移動的側(cè)向位移，不過這個時候的位移量相對較小，且不會危害到路基的安全性。

5 結(jié)語

近年來，我國不斷進(jìn)步的科學(xué)技術(shù)使道路施工的安全性和舒適度越來越高。在公路施工過程中，想要使工程質(zhì)量得到有效提升，必須選擇與之適應(yīng)的施工技術(shù)，嚴(yán)格操作規(guī)范，加強(qiáng)質(zhì)量控制，這些內(nèi)容在施工中都是需要注意的重點。在公路工程建設(shè)中，真空聯(lián)合堆載預(yù)壓技術(shù)的有效應(yīng)用，不但使施工工期有效縮短，而且使公路工程質(zhì)量得到進(jìn)一步提高，實現(xiàn)了公路工程的經(jīng)濟(jì)和社會效益的“雙豐收”，促進(jìn)了公路事業(yè)的健康可持續(xù)發(fā)展。

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