市政道路軟土路基應(yīng)用真空聯(lián)合堆載預(yù)壓法施工實(shí)踐

文｜廣東省建筑工程機(jī)械施工有限公司 張旭東

前言

在進(jìn)行道路工程建設(shè)時(shí)，通常都會(huì)遇到軟土地基情況，軟土具有壓縮性大、滲透性低、抗剪強(qiáng)度不足、含水量較高等特點(diǎn)，如果不對(duì)其進(jìn)行加固處理，容易導(dǎo)致路基不均勻沉降、以及沉降量過(guò)大等問(wèn)題，出現(xiàn)道路質(zhì)量和安全隱患。需要對(duì)其進(jìn)行加固處理，把隱患消除。

真空聯(lián)合堆載預(yù)壓法是有效的加固軟基的一種施工技術(shù)，具有實(shí)用、經(jīng)濟(jì)等優(yōu)點(diǎn)，它結(jié)合了真空和堆載兩種預(yù)壓的效果，可處理較大范圍的軟基，加固后的軟基，具有較強(qiáng)的穩(wěn)定性，較小產(chǎn)生工后沉降及沉降不均勻等問(wèn)題。該施工技術(shù)目前已普遍在東南沿海包括廣東省內(nèi)的許多軟基加固施工應(yīng)用。

一、施工概況

珠海市中興路位于金灣區(qū)內(nèi)，設(shè)計(jì)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)為城市主干路，路寬36米，設(shè)計(jì)車速為40km/h,道路起點(diǎn)位于珠海大道交叉口，起點(diǎn)樁號(hào)BK0-313.276，道路終點(diǎn)位于金湖大道東交叉口，終點(diǎn)樁號(hào)BK0+913.808，路線全長(zhǎng)1303.716m。

中興路施工主要內(nèi)容為道路工程、巖土工程及相關(guān)市政配套工程。

根據(jù)勘探資料顯示，擬建道路場(chǎng)地分布有較為深厚的淤泥，需要對(duì)其進(jìn)行加固處理，否則影響工程質(zhì)量。

經(jīng)認(rèn)真分析研究后，決定采用空聯(lián)合堆載預(yù)壓技術(shù)對(duì)軟基進(jìn)行加固處理。

采用SPB100.C塑料排水板，布置呈現(xiàn)正方形，樁長(zhǎng)22～25m，間距1.0m。

（1）設(shè)計(jì)板的長(zhǎng)度：對(duì)地質(zhì)鉆孔后所成的柱狀進(jìn)行沉降計(jì)算，最終確定板長(zhǎng)定為 22 ～ 25m 。

（2） 砂墊層厚度及設(shè)置：砂墊層分為膜上和膜下二種。

膜上砂墊層厚度控制為50cm，膜下砂墊層厚度要求為60cm。

（3）土工布：砂墊層應(yīng)使用兩層土工布。密封膜：砂墊層設(shè)置為三層密封膜。

（4）排水板允許彎折長(zhǎng)度：彎折進(jìn)入砂墊層的排水板，長(zhǎng)度≤20cm。

（5）正式施工前要進(jìn)行試插板作業(yè)，選取具有一定代表性的地段，開(kāi)展試插板施工，根據(jù)結(jié)果制定具體的施工工藝和相應(yīng)參數(shù)，再進(jìn)行大范圍施工。

二、真空聯(lián)合堆載預(yù)壓法的加固原理

真空聯(lián)合堆載預(yù)壓法是同時(shí)發(fā)揮真空預(yù)壓和堆載預(yù)壓兩種施工方法的優(yōu)勢(shì)，堆載預(yù)壓中的超載部分由真空荷載代替，增大了路基里的附加應(yīng)力，使加載速率有效提高；可以快速方便地施加真空荷載，不需要分級(jí)施加，在7天左右即能達(dá)致80kPa以上；并能促使路基深層的軟土進(jìn)一步加固，在加固期內(nèi)基本完成路基沉降，有效地降低減少路基工后沉降。

真空聯(lián)合堆載預(yù)壓法施工設(shè)備主要包括：塑料排水板、抽真空裝置、墊砂層、土工布、密封膜、沉降板等。見(jiàn)圖1。

圖1 真空聯(lián)合堆載預(yù)壓法示意（單位：m）

三、砂墊層鋪設(shè)作業(yè)

鋪設(shè)作業(yè)開(kāi)始前要先把作業(yè)地面清理干凈，平整，先在底層攤鋪中粗砂，再進(jìn)行排水板打設(shè)施工，之后再在面層上鋪設(shè)中粗砂。

四、打設(shè)塑料排水板

1.打設(shè)塑料排水板流程

打設(shè)塑料排水板時(shí)，第一步要進(jìn)行定位；第二步通過(guò)導(dǎo)管下端口穿出排水板，并與樁尖相連接，與管下端緊貼，對(duì)準(zhǔn)樁位；第三步打設(shè)樁管插入排水板，完成上述工序后，把管拔掉，剪掉排水板。

2.打設(shè)排水板

（1） 根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙上的孔位間距，定好插板點(diǎn)的位置，并進(jìn)行標(biāo)注。

（2）插板機(jī)上的樁尖要求對(duì)準(zhǔn)孔位，接下來(lái)進(jìn)行施震沉管，插板的深度要達(dá)到施工設(shè)計(jì)要求的長(zhǎng)度。插板機(jī)需配有相應(yīng)的排水板和自動(dòng)記錄深度的儀器。

（3）打設(shè)期間，排水板必須垂直，垂直偏差不得超過(guò)進(jìn)入深度的1.5%，即≤1.5cm/m 。

（4）要注意控制導(dǎo)管下沉的速度，正常要求4～5 m/min為合適，沉管時(shí)不要上提導(dǎo)管，拔管時(shí)要緩慢勻速。拔管后出現(xiàn)的淤泥，要妥善處理，不能棄在砂墊層上，造成排水通道堵塞。

（5）要控制排水板施打的間距，且允許的誤差不得超過(guò)15cm，排水板露在砂墊層上時(shí)，其長(zhǎng)度以控制在20cm為合適。

（6）打設(shè)排水板時(shí)，要控制其回帶長(zhǎng)度，應(yīng)于小500mm，回帶根數(shù)應(yīng)小于總打根數(shù)的5%。否則要在插點(diǎn)周圍補(bǔ)插。

（7）通常排水板不應(yīng)接長(zhǎng)，確須接長(zhǎng)時(shí)，可在濾膜內(nèi)進(jìn)行搭接連接，搭接長(zhǎng)度超過(guò)200mm，以便搭接強(qiáng)度和輸水暢通都有保證。

五、布設(shè)主濾管

真空管使用管材為PVC管材，主管和濾管規(guī)格要求分別為φ75mm和φ50 mm，管材要有足夠的強(qiáng)度，以便使可承受的壓力達(dá)到400kPa或以上。

濾管要打有直徑6mm的濾眼，濾眼間的距離要保證有100mm。

濾管要有5.5m的排距，濾管上采用無(wú)紡?fù)凉げ歼M(jìn)行包裹，包裹布的重量為克重≥200g/平方米，搭接寬度要控制在50mm。

連接主管和真空泵的管材，要采用質(zhì)地較軟的鋼絲橡膠管，不能采用質(zhì)量較硬的PVC管。

布置管網(wǎng)平面時(shí)，要按條形排列，讓真空負(fù)壓均勻快速地向場(chǎng)地各處傳遞。

六、安裝抽真空設(shè)備

采用真空射流泵為抽真空設(shè)備，功率7.5kW，單泵抽真空在沒(méi)有荷載的情況下具有達(dá)到95kPa的能力。

安裝抽真空設(shè)備時(shí)要根據(jù)有關(guān)真空預(yù)壓管線路圖進(jìn)行，布置時(shí)要按照800平方米一套的標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)實(shí)施面積確定設(shè)備數(shù)量。此外，每個(gè)施工區(qū)域，要多出1～2套真空泵作為備用，真空泵要水平放置，使得其進(jìn)水口與出膜口保持在同一平面，最大限度發(fā)揮真空泵功效。

七、鋪設(shè)土工布以及密封膜

（1）鋪設(shè)前要對(duì)砂墊層進(jìn)行處理，并把其雜物、尖銳物、小石塊等清除，保證平整，壓膜溝邊坡要修理好。完成上述工序后可鋪設(shè)土工布，并保證其到達(dá)密封溝1m或以上深度，上層土工布要把整個(gè)密封膜遮蓋。搭接土工布時(shí)要用縫接方式處理，縫接時(shí)要保證至少30 mm的搭接寬度。

（2）密封膜先通過(guò)生產(chǎn)廠生產(chǎn)加工一次成型，進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)后，要進(jìn)行檢測(cè)，確保合格后，方可使用粘接。

密封膜總共有3層，分層進(jìn)行鋪設(shè)，注意鋪設(shè)質(zhì)量，要保證密封膜稍有松馳，不出現(xiàn)緊繃。每次使用的密封膜，都必須能夠整把真空預(yù)壓區(qū)全部覆蓋。

八、安置沉降板

（1）沿路縱向目標(biāo)，按100m位置設(shè)置1個(gè)沉降板，用于觀測(cè)斷面。

（2） 沉降標(biāo)要埋置在路肩、路堤中心、坡趾基底等位置。

（3） 沉降觀測(cè)精度標(biāo)準(zhǔn)為二級(jí)中等，觀測(cè)精度＜1mm。

九、抽取真空及維持真空

抽真空作業(yè)開(kāi)始前，需要試抽真空，檢查射流泵運(yùn)行情況，檢測(cè)其性能是否正常。薄膜密封性能良好，如發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，要立即進(jìn)行解決。

通常情況下，是抽真空時(shí)間控制在7～10天，泵后真空吸力要保證達(dá)到96kPa或以上，膜下真空壓力應(yīng)達(dá)到80kPa 以上，如果達(dá)不到上述要求實(shí)，表明數(shù)值存有誤差，要分析問(wèn)題原因并處理。

當(dāng)試抽真空工序完成后，其壓力值達(dá)到設(shè)計(jì)要求后，正式開(kāi)始抽真空階段，這個(gè)周期為3～5個(gè)月，為真空預(yù)壓加固地基主要階段。

十、施工觀測(cè)及卸載

沿路縱向，每100m位置安置一個(gè)沉降觀測(cè)斷面進(jìn)行施工觀測(cè)，觀測(cè)要不間斷，確保各種數(shù)據(jù)符合施工設(shè)計(jì)規(guī)定，并對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和判斷，工后沉降為18cm；要求預(yù)壓期滿足90+30天；連續(xù)15天平均每天沉降量≤2 mm；交工面標(biāo)高等于路床頂標(biāo)高，滿足卸載標(biāo)準(zhǔn)即可卸載。

十一、質(zhì)量要求

1.檢測(cè)材料

為確保施工質(zhì)量，必須對(duì)進(jìn)場(chǎng)的施工材料包括密封膜、排水板等，進(jìn)行重新檢驗(yàn)，每批密封膜進(jìn)場(chǎng)時(shí)至少要檢測(cè)2次，排水板檢驗(yàn)頻率為20萬(wàn)m/組。砂墊層采用中粗砂為材料，其含泥量不得超過(guò)3%，細(xì)度模數(shù)要求2.3以上，滲透系數(shù)＞1.0×10-2cm/s。每5000立方米進(jìn)行一次檢測(cè)。

2.抽真空

（1）鋪設(shè)完密封膜，進(jìn)行抽真空作業(yè)，等膜下真空壓力達(dá)到-80 kPa后，穩(wěn)壓要保證達(dá)到10天，相關(guān)參建方聯(lián)合對(duì)其進(jìn)行檢查，確保沒(méi)有出現(xiàn)漏氣的問(wèn)題后，才可以在膜的上方填筑砂子，如發(fā)現(xiàn)存在漏氣問(wèn)題時(shí)要立即處理，確保沒(méi)有漏氣問(wèn)題后，才能在膜上填筑砂子。

（2）抽真空作業(yè)至卸載期間不能停泵，如真空泵產(chǎn)生故障時(shí)要馬上更換，并必須在24小時(shí)內(nèi)更換完畢。

（3）堆載過(guò)程中如有漏氣情況發(fā)生，要立刻停止加載，查找漏氣原因，處理完畢后再繼續(xù)堆載。

3.堆載土

堆載土要達(dá)到路基填料施工要求，使用推土機(jī)把堆載土或膜上砂推平，不得采用泥頭車直接作業(yè)，避免損壞成膜出現(xiàn)漏氣問(wèn)題。

有分層填筑堆載圖土，分層厚度應(yīng)控制在30cm，攤鋪后再使用壓路機(jī)對(duì)土進(jìn)行碾壓，碾壓后要檢測(cè)每層土的壓實(shí)度，如達(dá)不到要求時(shí)，需要重新進(jìn)行碾壓，直到達(dá)到要求為止。

填筑堆載土?xí)r要控制速率，不宜太快，本工程速率為0.9m/10天，填筑期間，還要根據(jù)有關(guān)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的結(jié)果及時(shí)對(duì)填筑速率進(jìn)行調(diào)整，保證填筑施工時(shí)路基穩(wěn)定。

十二、結(jié)論

此工程運(yùn)用真空聯(lián)合堆載預(yù)壓法加固市政道路軟弱基礎(chǔ)，施工任務(wù)完成后，經(jīng)過(guò)對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)，取得了明顯的加固效果，驗(yàn)收結(jié)果表明，各項(xiàng)數(shù)據(jù)均達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

在適當(dāng)?shù)缆肥┕み^(guò)程當(dāng)中，對(duì)軟弱基礎(chǔ)進(jìn)行加固處理，其效果是否達(dá)到預(yù)期要求，會(huì)直接影響到工程質(zhì)量，因此，必須做好施工過(guò)程各項(xiàng)技術(shù)和質(zhì)量管理工作，保證施工完成后，整個(gè)路基的壓實(shí)度及彎沉滿足要求。