公路路基加固施工中的真空联合堆载预压技术研究

雷革平

摘 要：为了保证公路的行车安全以及使用的耐久性，在公路施工过程中必须打好路基。真空联合堆载预压技术在缩短工期、保证工程质量、提高施工效率等方面具有极大的优势，目前我国在公路路基加固过程中使用最为广泛。该文概述真空联合堆载预压技术及其加固机理，阐述了其在公路路基加固施工中的作用，并具体分析了在公路路基加固施工中实施真空联合堆载预压技术的工艺过程，指出施工过程中的质量控制要点，以期提高公路路基加固的施工水平。

关键词：公路路基 加固 真空联合堆载预压技术

中图分类号：U416 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）12（c）-0023-01

真空联合堆载预压系统主要由排水系统、加压系统和真空系统三部分组成。排水系统主要由竖向排水体和横向排水体两部分组成，在我国横向排水体通常采用中砂或者粗砂，含泥量一般在5%以下，厚度在40～70cm之间，表面铺设整齐。加压系统通常情况下就是填土堆载，在堆填过程中要采用分阶段堆填的方法，直到达到设计的高度，与此同时还要保证地基的稳定性。通常情况下，真空系统能够在横向排水体中形成60～80kPa的负压。滤水管铺设在横向排水体中，形成网络状态，主要是为了使在抽真空过程中形成的负压能够在横向排水体和竖向排水体中快速地散发出来。真空联合堆载预压荷载和4 m高的填土作用在地基上相当，它可以有效地提高地基的承载力，从而消除施工后土地的沉降。固结之后，地基土的强度可以提高两三倍，加固效果非常明显。

1 真空联合堆载预压技术加固机理

真空联合堆载预压法是同时实施堆载预压和真空预压这两种软土地基加固方法的联合施工法，它充分利用了两种方法的加固效果可以叠加的特点，对软土地基进行大面积加固。它主要是在需要加固的地基内设置砂井或者排水板，作为竖向的排水通道，然后在地面上铺设砂垫层作为水平排水层，与此同时在上面铺上不透气的密封膜，从而和大气隔绝。通过埋设于砂垫层中的吸水管道，用真空装置把其中的空气抽取出来，同时将膜内的空气排出来，这时膜内外就会产生一个气压差，这部分气压差就会变成地基上的荷载。膜内的空气不断地向外排除，气压差会不断增大，同时通过竖向排水体传递到地基深处，地基中的水和气被不断排除，从而加快土体固结，提高土体强度。

2 真空联合堆载预压技术在公路路基加固施工中的作用

比起真空预压法，真空联合堆载预压技术在软土地基上可以获得更大的预压荷重，所以在实际工程中应用很广，主要用于承载力要求较高、荷载量大的公路工程中。（1）具有加固作用。真空联合堆载预压技术能提高土体内部的空隙水压力，同时使砂垫层和垂直排水通道中的空压处于负压状态，逐渐增大地基中孔隙水的压差，加强土体的排水效果，从而提高加固速度，固结的速度愈快，加固效果也就越明显。真空度引起孔隙水压力变化，加固深度也比普通的堆载预压方法大。在预压的过程中，如果真空度达到80kPa，将大大超出等效超载的高度，有效提升地基的强度，从而提高其幅度。（2）加强地基的稳定性。采用真空联合堆载预压技术能增加堆荷的外载，真空自身将产生一定的负压，导致土体向内收缩变形，从而消除堆积所造成的向外挤出变形，因此在填土的过程中有效地提升了地基的稳定性。

3 公路路基加固施工中真空联合堆载预压技术的施工工艺过程

真空联合堆载预压的施工过程主要包括真空预压和堆载预压，真空预压需要设置竖向排水体、横向排水体、抽真空装置，然后密封，抽真空。等真空度符合要求后，就可以在真空薄膜上分次、分级堆筑路基土方，人工和机械压实，而且必须达到压实度要求。具体施工工艺过程如下。

（1）打设好塑料排水板的软基。在铺设塑料排水板之前要先铺设30cm厚的砂垫层，通常情况下，插板机会在该层的顶部工作，塑料排水板的板头部分需要露出垫层。为了使排水能够达到最好的效果，砂垫层最好采用中砂或者粗砂，含泥量要小于5%。（2）填埋滤水管道。在打好塑料排水板的软基之后要填埋滤水管道，主要铺设直径6cm，排距一般是5～10cm的主管和滤管，同时把这两种管道用软管连接起来，连接好之后，需要在上面铺设20cm的砂垫层。（3）铺设厚度约0.15mm的密封膜。首先要在砂垫层上铺设一层250g/m2无纺布，这样才能使密封膜在堆载过程中不受到损害，之后再将已经压制成型的三层密封膜一层一层铺好。为了保证密封膜铺设整齐，最好选择在无风的天气进行铺设，尽量在1d内铺完，与此同时还应该用砂袋压好。在密封膜铺设完成后要及时设置出膜装置，安装 7.5kW射流式真空泵和观测仪器。（4）安装抽真空系统并抽真空。在密封膜铺设好之后就要安装抽真空系统，同时抽真空，与此同时还要检查是否漏气。（5）真空预压后覆水。抽真空中，膜内真空度达60kPa时，膜上需要进行逐次覆水，水位高出膜10cm。第一次覆水水深最好是1 m，在覆水的过程中要及时注意沉降、真空度和渗漏等问题，遇到危险的时候要及时停止。真空度到80kPa后，稳定真空度一直保持。这段时间一般是7～10 d。（6）增加加固效果。在真空和膜上水荷载的联合作用下，地基的加固效果会不断地提高。（7）卸载。在预压的过程中需要进行及时的监测，达到指定指标后，经过监理验收，就可以终止预压、停泵，进行卸载。

4 真空联合堆载预压技术的施工质量控制要点

（1）膜下真空度稳定而且满足了设计指标之后，才可以进行路堤施工，不然会因为真空加固的漏气问题造成堆载上去之后很难处理；（2）第一次堆载过程中，为避免弄破密封膜，要精心铺设膜上和膜下的一层无纺土工布。要注意块与块之间的搭接长度至少达到15 cm，然后用绳结好。铺设的时候把无纺土工布伸进到密封沟里一部分；（3）第一层细料或者细砂的上面先进行人工摊铺，后面的每层堆载厚度控制在30 cm以下，用机械由近向远、由轻到重，多次碾压推进，达到压实度的指标要求；（4）铺荷载前测量一次沉降观测标杆，记住堆载前沉降曲线的起点，堆载时要注意保护，便于以后分析加固效果。

5 结语

真空联合堆载预压技术虽然投资大，但是具有土体固结快速、安全、施工效率高的优点。真空联合堆载预压技术加固的深度相对来说比较深，也加快了施工期间的沉降速度和土体的固结速度，减小了施工后的沉降，可以提高公路路基的强度和稳定性，从而增加了公路的使用寿命，所以被越来越多地应用到公路施工过程中。

参考文献

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[2] 张晓欣.真空预压法在软基处理中的应用及其数值分析[D].北京：中国地质大学，2007.

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