真空堆載預(yù)壓法在軟基處理中的應(yīng)用案例分析

蔣明躍 朱連紅

1.中國(guó)市政工程華北設(shè)計(jì)研究總院有限公司，中國(guó)·天津 300000

2.天津京津高速公路有限公司，中國(guó)·天津 300000

隨著沿海城市的發(fā)展，填海造陸等軟弱地基越來(lái)越多。為了解決市政道路軟基問(wèn)題，近年來(lái)出現(xiàn)了一種新的處理方法——真空堆載聯(lián)合預(yù)壓法。論文以該方法為例，對(duì)其在市政道路軟基處理中的應(yīng)用進(jìn)行了研究，并提供了相關(guān)的案例分析。通過(guò)論文的研究成果，旨在為相關(guān)人員和工程提供參考，以進(jìn)一步提高市政道路的質(zhì)量和可持續(xù)發(fā)展。

真空堆載聯(lián)合預(yù)壓法；市政道路；軟基處理；案例分析

1 引言

沿海市政道路承載著日常交通和城市發(fā)展的重要任務(wù)。但由于地質(zhì)條件、施工質(zhì)量等因素的影響，市政道路的軟基問(wèn)題經(jīng)常出現(xiàn)，導(dǎo)致路面沉降、開(kāi)裂等損害現(xiàn)象?；谝陨蠁?wèn)題，傳統(tǒng)的軟基處理方法存在著效果不佳、工期長(zhǎng)、成本高等缺點(diǎn)。因此，尋找一種高效、經(jīng)濟(jì)的軟基處理方法對(duì)于市政道路的建設(shè)和維護(hù)至關(guān)重要。

2 項(xiàng)目工程概況

福建漳州沿海大道工程，路線全長(zhǎng)為6.72km，城市快速路標(biāo)準(zhǔn)。依據(jù)項(xiàng)目地勘報(bào)告，項(xiàng)目局部存在淤泥等，系沖海相沉積而成。為保證路基路面穩(wěn)定，需對(duì)淤泥段進(jìn)行軟基處理。

3 軟基處理方式

軟基處理是指對(duì)地基土進(jìn)行改良和加固，以增強(qiáng)其承載力和穩(wěn)定性的一系列工程措施。常見(jiàn)的軟基處理方式有：壓實(shí)加固、土體置換、土壤改良、土壤固化、排水處理、地基加固等。

4 真空堆載聯(lián)合預(yù)壓法的原理

真空堆載聯(lián)合預(yù)壓法是一種綜合利用真空堆載和預(yù)壓荷載的軟基處理方法。其原理主要包括以下幾個(gè)方面：首先，通過(guò)真空設(shè)備對(duì)軟土地基進(jìn)行吸附和排水處理，將地基中的水分和氣體排出，從而改善地基的工程性質(zhì)；其次，利用真空吸附的效應(yīng)，使軟土地基在真空作用下產(chǎn)生固結(jié)，提高地基的密實(shí)度和穩(wěn)定性；最后，利用預(yù)壓荷載施加在軟土地基上，通過(guò)荷載的作用使地基發(fā)生壓實(shí)，進(jìn)一步提高地基的承載能力和穩(wěn)定性。真空堆載聯(lián)合預(yù)壓法通過(guò)綜合利用真空和預(yù)壓荷載的效果，可以有效改善市政道路軟基的工程性質(zhì)，提高道路的使用壽命。

5 真空堆載聯(lián)合預(yù)壓法在市政道路軟基處理中的應(yīng)用

真空堆載聯(lián)合預(yù)壓法作為一種新型的軟基處理方法，近年來(lái)得到了廣泛應(yīng)用和研究。該方法適用于軟土地基、較淺的地下水位和較低的地基水含量。特別是對(duì)細(xì)顆粒土壤--淤泥質(zhì)土，效果更佳。

5.1 土質(zhì)條件分析

通過(guò)對(duì)軟基土壤的性質(zhì)、組成和力學(xué)特性進(jìn)行綜合評(píng)估，確定軟基的承載能力和沉降特性，為后續(xù)工程設(shè)計(jì)和施工方案的制定提供依據(jù)。同時(shí)，針對(duì)土質(zhì)條件分析結(jié)果，設(shè)計(jì)和施工方案應(yīng)考慮以下策略：首先，根據(jù)軟基土壤的類型和承載能力，確定合適的真空堆載聯(lián)合預(yù)壓參數(shù)，包括預(yù)壓力的大小和持續(xù)時(shí)間，以及真空度的控制范圍。這些參數(shù)的選擇應(yīng)與軟基土壤的特性相匹配，以確保施工效果的可靠性和可持續(xù)性。

5.2 工程設(shè)計(jì)與施工方案

在市政道路軟基處理中，真空堆載聯(lián)合預(yù)壓法的工程設(shè)計(jì)與施工方案至關(guān)重要。首先，根據(jù)土質(zhì)條件分析結(jié)果和工程要求，確定合適的真空堆載聯(lián)合預(yù)壓方案。首先，根據(jù)軟基土壤的類型和承載能力，確定預(yù)壓力的大小。預(yù)壓力應(yīng)使軟基土壤產(chǎn)生合適的固結(jié)應(yīng)力，從而增加土壤的密實(shí)度和承載能力。其次，控制真空度的范圍是關(guān)鍵。適當(dāng)?shù)恼婵斩瓤梢源偈管浕寥乐械乃峙懦?，減少孔隙水壓力，從而提高土壤的穩(wěn)定性和強(qiáng)度。

本項(xiàng)目局部軟基土壤為砂質(zhì)土，具有較低的承載能力。根據(jù)土質(zhì)條件分析結(jié)果和工程要求，設(shè)計(jì)方案可以確定施加適當(dāng)?shù)念A(yù)壓力，并控制真空度在一定范圍內(nèi)。預(yù)壓力的施加可以通過(guò)真空堆載設(shè)備進(jìn)行，真空度的控制則需要根據(jù)土壤反應(yīng)和改良效果進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和調(diào)整。預(yù)壓時(shí)間應(yīng)根據(jù)土壤的固結(jié)特性和施工進(jìn)度進(jìn)行合理安排，以確保軟基土壤的改良效果達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。

砂質(zhì)土土質(zhì)真空預(yù)壓前參數(shù)表，含水量10%，干密度1.6g/cm3，孔隙比40%，抗剪強(qiáng)度50kPa。真空預(yù)壓后參數(shù)表，含水量8%，干密度1.8g/cm3，孔隙比35%，抗剪強(qiáng)度60kPa。

5.3 真空堆載聯(lián)合預(yù)壓法的施工過(guò)程

真空堆載聯(lián)合預(yù)壓法在市政道路軟基處理中的施工過(guò)程是關(guān)鍵的步驟。首先，進(jìn)行準(zhǔn)備工作，包括場(chǎng)地清理和準(zhǔn)備所需的真空堆載設(shè)備[1]。同時(shí)，根據(jù)工程設(shè)計(jì)方案，確定施工的起點(diǎn)和路線。其次，開(kāi)始施加預(yù)壓力和應(yīng)用真空抽吸效應(yīng)。真空堆載設(shè)備通過(guò)管道連接到軟基土壤下方，并施加預(yù)設(shè)的壓力。在此過(guò)程中，真空泵通過(guò)抽吸作用，降低軟基土壤中的孔隙壓力，促使土壤顆粒緊密排列。此外，需要根據(jù)施工進(jìn)度和軟基土壤的反應(yīng)情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和調(diào)整。通過(guò)傳感器和儀器設(shè)備對(duì)軟基土壤的壓力、沉降和真空度等進(jìn)行監(jiān)測(cè)，以確保施工效果和軟基改良的可靠性。施工流程為：準(zhǔn)備工作→確定施工起終點(diǎn)及路線→施加預(yù)壓力和真空抽吸效益→實(shí)時(shí)檢測(cè)和調(diào)整→監(jiān)測(cè)軟基土壤壓力、沉降和真空度。

在施工過(guò)程中，首先清理施工場(chǎng)地，并準(zhǔn)備好真空堆載設(shè)備。施工起點(diǎn)和路線按照設(shè)計(jì)方案確定。隨后，真空堆載設(shè)備連接至軟基土壤下方，并施加預(yù)設(shè)的預(yù)壓力。同時(shí)，真空泵通過(guò)管道抽吸土壤中的氣體，降低孔隙壓力，促使土壤顆粒更加緊密排列。

5.4 真空堆載聯(lián)合預(yù)壓法在沉降控制中的應(yīng)用

真空堆載聯(lián)合預(yù)壓法在市政道路軟基處理中還可以應(yīng)用于沉降控制。首先，進(jìn)行沉降分析，評(píng)估軟基土壤的沉降特性和潛在風(fēng)險(xiǎn)。根據(jù)分析結(jié)果，確定合適的真空堆載聯(lián)合預(yù)壓參數(shù)和施工方案。同時(shí)，采取以下策略進(jìn)行沉降控制：首先，施加適當(dāng)?shù)念A(yù)壓力來(lái)提前壓實(shí)軟基土壤，減少沉降的發(fā)生[2]。預(yù)壓力的施加應(yīng)根據(jù)軟基土壤的特性和沉降風(fēng)險(xiǎn)確定，以保證軟基土壤的穩(wěn)定性。此外，通過(guò)真空抽吸效應(yīng)降低軟基土壤中的孔隙壓力，排除孔隙水和氣體，提高土壤的穩(wěn)定性?？刂普婵斩鹊姆秶褪┘宇A(yù)壓力的時(shí)間是關(guān)鍵。合適的真空度和持續(xù)時(shí)間能夠有效減緩沉降速度，提高軟基土壤的固結(jié)效果。塑料排水板間距0.9m，深度5m，塑料排水板如圖1 所示。

圖1 塑料排水板

6 溫州漳州漳浦大道道路軟基處理工程

6.1 工程背景與問(wèn)題描述

沿海吹填軟土路基存在明顯的問(wèn)題，給道路使用和行車(chē)安全帶來(lái)了嚴(yán)重的影響。在沿海地區(qū)，軟土的高含水量和鹽分含量可能會(huì)導(dǎo)致土壤的腐蝕和溶解，進(jìn)一步削弱土壤的承載能力[3]。海水的侵蝕和波浪的沖擊也會(huì)加劇軟土地基的沉降問(wèn)題，進(jìn)而對(duì)道路的穩(wěn)定性造成更大的威脅。這些因素共同作用，導(dǎo)致沿海吹填軟土路基出現(xiàn)明顯的沉降問(wèn)題。

依據(jù)項(xiàng)目地勘報(bào)告，淤泥呈灰色、青灰色，流塑，成份主要由粘、粉粒組成，含少量有機(jī)質(zhì)及少量貝殼，具腥臭味，切面光滑，韌性好，干強(qiáng)度高，無(wú)搖振反應(yīng)。該層屬高壓縮性軟土，力學(xué)強(qiáng)度低，工程性能差。干濕類型為：過(guò)濕，承載力基本容許值為50kPa。堆填高度4.5。

6.2 處理方案及實(shí)施過(guò)程

針對(duì)該道路軟基處理，采用真空堆載聯(lián)合預(yù)壓法進(jìn)行施工。首先，根據(jù)土質(zhì)條件分析結(jié)果和工程要求，確定合適的真空堆載聯(lián)合預(yù)壓參數(shù)。施工方案包括施加預(yù)壓力、控制真空度和預(yù)壓時(shí)間的安排。施工過(guò)程中，選擇適當(dāng)?shù)恼婵斩演d設(shè)備，并按照設(shè)計(jì)方案進(jìn)行施工，如真空堆載聯(lián)合預(yù)壓法施工如圖2 所示。

圖2 真空堆載聯(lián)合預(yù)壓法施工

6.3 工程效果評(píng)價(jià)

經(jīng)過(guò)真空堆載聯(lián)合預(yù)壓法的處理，道路軟基的承載能力得到有效提升。路面的沉降問(wèn)題得到控制，路面平整度得到顯著改善，龜裂情況減少[4]。通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和調(diào)整，道路軟基處理后如圖3 所示，軟基的固結(jié)效果良好，道路的穩(wěn)定性得到保證。該工程的效果評(píng)價(jià)顯示，真空堆載聯(lián)合預(yù)壓法在道路軟基處理中取得了良好的施工效果，真空預(yù)壓監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)如圖4 所示，達(dá)到了預(yù)期的改良效果和安全要求。

圖3 道路軟基處理后

圖4 真空預(yù)壓監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)

7 結(jié)語(yǔ)

論文以真空堆載聯(lián)合預(yù)壓法為例，對(duì)其在市政道路軟基處理中的應(yīng)用進(jìn)行了研究，并通過(guò)案例分析驗(yàn)證了該方法的可行性和有效性。研究結(jié)果表明，真空堆載聯(lián)合預(yù)壓法能夠顯著提高軟基的穩(wěn)定性和承載能力，降低施工工期和成本。然而，該方法在實(shí)際應(yīng)用中仍然存在一些挑戰(zhàn)，需要進(jìn)一步完善和改進(jìn)。