豎向排水體聯(lián)合真空預壓在路基軟基處理中的應用

羅希紅 中鐵一局集團第四工程有限公司

1 軟土地質(zhì)的基本特性

軟土地質(zhì)本身是含水率高、土顆粒間孔隙比大、抵抗破壞能力低、易被壓縮的細粒土，常見的主要有淤泥、淤泥質(zhì)土、泥炭、泥炭質(zhì)土等。大多數(shù)軟土的自身含水率為30%～70%,具有觸變性，流變性比較顯著。

2 豎向排水體處理軟土地基施工技術

豎向排水體一般適用于含水率較高、透水性很差的軟弱粘土地基處理。對淤泥和淤泥質(zhì)土這兩種類型的軟土地基進行處理時，可以與加載預壓或聯(lián)合真空預壓方法結合使用，且應保證足夠的預壓期。但加載預壓適用于工期不緊的路基施工，而真空預壓適用于工期緊的路基施工。

豎向排水體施工類型有砂井、袋裝砂井及塑料排水板等，施工中砂井和袋裝砂井常用沉管式打樁機施工，塑料排水板可以采用插板機施工。砂井和袋裝砂井是利用圓形的無縫鋼管（又名套管），鋼管內(nèi)徑應略大于袋裝砂井直徑10mm 左右，以免拔鋼管時帶出砂袋；而塑料排水板可以用斷面為矩形的無縫鋼管，也可用斷面為圓形的無縫鋼管。這三種類型排水體施工過程中均要配置能夠檢測排水體施工深度的測量工具。以下是塑料排水板配合真空預壓技術進行路基施工的一些要點。

2.1 材料要求

塑料排水板別名塑料排水帶，可采用口琴式或波浪式斷面，夾在中間的是經(jīng)過加工處理而壓制成一定形狀的塑料網(wǎng)板，其斷面形狀就像相互交叉的“蜂窩”，可透水，它是排水板的主要結構和排水通道，上下兩表面是用土工織物包裹作為濾水層。塑料網(wǎng)板會將從濾水層滲進來的水向上排出，使得土顆粒間體積逐漸變小，土體相互固結。施工中應根據(jù)設計要求和現(xiàn)場水文地質(zhì)情況，選擇適用的排水板類型，且應具有足夠的抵抗破壞和豎向排水能力，其他質(zhì)量應滿足設計或規(guī)范要求。

2.2 塑料排水板施工技術

（1）塑料排水板不能長時間被陽光照射或露天放置，若必須要露天堆放時要用彩條布遮蓋，以防塑料板性質(zhì)惡化，失去性能，嚴重時喪失排水功能。當存放期超過1 年或發(fā)現(xiàn)老化時，使用前應進行試驗抽檢。

（2）臨時運送到工地上的塑料排水板，要擺放在地勢較高處，且放置整齊，并用布覆蓋，避免被雨水淋濕和陽光照射。

（3）排水板插入時，應先進行穿靴并固定，使樁靴底部與鋼板緊密貼合，防止淤泥進入排水板通道或損壞排水板表面濾水層，同時避免淤泥擠入管內(nèi)造成排水板粘在鋼管內(nèi)壁，導致拔管時排水板被帶出。插入過程中，排水板不得扭曲，濾水層不得被破壞和污染。

（4）排水板穿靴固定時，一端折回長度控制在15cm～20cm范圍內(nèi)。

（5）施工中塑料排水板若需接長時，可用焊接機將兩塊板的搭接邊進行加熱融合在一起搭接（使用熱熔原理）；或利用塑料排水板的專用膠均勻涂抹在兩塊板的搭接邊上，然后進行粘合。這兩種方法可根據(jù)工程實際情況適合選用，搭接長度均不得小于20cm，再用濾水性材料包裹緊，然后用細鐵絲或繩子綁扎牢固。

（6）塑料排水板工作原理：插入在軟土地基中的塑料排水板，通過在其上部進行加載預壓或抽真空預壓，使得軟土中的空隙水沿排水板通道上升排到頂部鋪設的砂墊層或水平排水管中，再從兩側路基邊溝或排水溝排出，在較短時間內(nèi)達到軟基固結，從而提高基底強度和承載力，保證路基穩(wěn)定。

（7）塑料排水板施工順序：①整平原地面②攤鋪下層砂墊層③插板機定位④將塑料排水板通過導管從管靴穿出⑤將塑料排水板與樁尖連接貼緊管靴并對準樁位⑥提升套管⑦剪斷塑料排水板⑧移動插板機到下一位置⑨攤鋪上層砂墊層。

（8）施工時需要配備的設備有：挖機、插板機、振動錘、套管、卷揚機。

（9）施工過程中需注意要點：①施工過程中要嚴格控制塑料排水板回帶現(xiàn)象，當出現(xiàn)回帶時，其長度不應超過50cm，且發(fā)生回帶的排水板數(shù)量不宜超過打設總數(shù)的5%，回帶現(xiàn)場集中的區(qū)域應重新打設，并及時查找原因，制定切實可行的措施防止回帶。②打設過程中隨時用經(jīng)緯儀、吊線和鋼尺測量套管垂直度，其偏差不得大于1.5%。③必須按設計要求控制塑料排水板的打設標高，當打設標高達不到設計要求時，應及時與現(xiàn)場監(jiān)理人員及設計單位聯(lián)系。④割斷塑料排水板時，確保砂墊層以上外漏長度不小于20cm，以防止塑料板隨地基沉降至砂墊層以下。用鋼尺測量塑料排水板的外露長度，其允許偏差不得大于10cm。

3 真空預壓施工技術

真空預壓是在需要加固的軟土地基中埋入垂直排水管道（塑料排水板），然后在上部表面鋪設一層砂墊層，再在其上部覆蓋密封材料使其與大氣隔離，使用真空泵抽真空形成負壓（相對外界大氣壓而言），負壓通過砂墊層沿豎向排水道道向下傳遞到土體，在負壓的作用下，土體中空隙水滲流沿管道上升排到砂墊層或水平排水管中排出，土體顆粒間空隙體積減小相互接觸密實而達到固結，強度增大，從而提高地基承載力。

真空預壓施工分四個環(huán)節(jié)，為排水、密封、真空及抽氣。主要施工要點有：（1）真空管路有主管和濾管組成，濾管用塑料管制作，并在管壁上每隔一定距離鉆一圈小孔，管表面用濾水材料包裹，然后放置在排水砂墊層中和主管連接形成回路，再在其上面鋪設20cm厚的砂覆蓋。真空管路連接應密封，管路中設置閥門，以便控制水流量大小。（2）密封材料采用抗老化性能好、韌性好、抗穿刺能力強的不透氣材料，其厚度宜為1.2cm～1.4cm。密封材料相互連接采用熱熔搭接處理，搭接寬度應不小于1.5cm，四邊壓入溝內(nèi)，溝寬度為60cm～80cm，深度為1.2m～1.5m，并用土填埋壓實，確保不漏氣。（3）真空泵抽氣時必須達到一定強度的真空吸力，數(shù)量可根據(jù)現(xiàn)場情況確定，當達到設計或規(guī)范規(guī)定要求時，可停止抽氣。

4 軟基處理質(zhì)量病害防治

在道路工程中路基質(zhì)量會出現(xiàn)各種病害，其最主要的原因都是因“水”而發(fā)生。施工中若路基范圍內(nèi)的地表水和地下水處理不符合要求，都會發(fā)生質(zhì)量病害。特別是軟土地基路段，如果地基處理不徹底到位，在路堤填筑荷載的作用下，可能會發(fā)生滑坡、塌落、沉降及壓實度不足等問題，嚴重時會影響到行車和人身安全，因此必須采用預防措施：

（1）軟基處理設計時，必須充分考慮地下水位變化給路基穩(wěn)定帶來的影響。（2）設計給定軟基處理方案時，必須考慮選用方法的安全、可靠及適用性。（3）軟土處理要到位、及時發(fā)現(xiàn)暗溝、暗塘并妥善處理。（4）加強地表水、地下水的排除，提高路基的水穩(wěn)定性。（5）嚴格按照設計工藝進行施工，當實際地質(zhì)與設計不符時，及時跟設計單位聯(lián)系，確認后方可施工。（6）加強地基處理后路基沉降觀測和位移觀測，及時發(fā)現(xiàn)滑坡征兆。

5 結束語

做好軟基處理，提高地基強度和承載力，保證路基穩(wěn)定性，必須從工序開始，從質(zhì)量抓起。道路工程質(zhì)量是在形成工程實體的過程中產(chǎn)生的，是在一個涉及面廣和復雜的過程中形成的，其影響因素比較多，如涉及設計、勘查、施工材料、機械、施工工藝、地質(zhì)、水文及技術方法等。而質(zhì)量又是影響工程安全、壽命和使用功能的主要因素，輕微的質(zhì)量問題會造成工程使用安全，嚴重的質(zhì)量會威脅到人民的財產(chǎn)和生命安全，給人們的生活帶來困難。因此加強道路工程質(zhì)量控制，保證路基穩(wěn)定，應建立全面的質(zhì)量控制系統(tǒng)，覆蓋全過程、全方面、全人員的體系，嚴格控制各種工序質(zhì)量。