浅析公路软土路基真空预压施工技术的应用

2016-03-16张萌

环球市场 2016年9期

关键词：滤管垫层真空

张萌

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浅析公路软土路基真空预压施工技术的应用

张萌

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随着改革开放的不断深入，我国公路事业也得到了极大的发展。作为一种新型地基加固方式，真空预压技术在公路软基加固中得到了广泛地应用与推广。本文主要对真空预压的概况、施工工艺及质量控制进行了分析与探究。

真空预压；公路工程；软土路基

在公路工程建设中，每个施工阶段都存在着必然的联系，如其中一个阶段出现问题，都会对工程的整体质量造成极大的损失。真空预压技术作为公路工程软基施工的重要技术，其施工技术水平的高低将直接影响到公路工程的整体质量，为防止任何安全事故出现在施工中，相关部门及施工企业必须重视真空预压施工，根据施工现场的具体情况及当地自然条件、地质等条件，提高其技术水平，规范施工工序，只有这样才能确保公路工程的整体质量。

一、真空预压的概况

真空预压法是在需要加固的软土地基表面先铺设砂垫层，然后埋设垂直排水管道，再用不透气的封闭膜使其与大气隔绝，薄膜四周埋入土中，通过砂垫层内埋设的吸水管道，用真空装置进行抽气，使其形成真空，增加地基的有效应力。当抽真空时，先后在地表砂垫层及竖向排水通道内逐步形成负压，使土体内部与排水通道、垫层之间形成压差。在此压差作用下，土体中的孔隙水不断由排水通道排出，从而使土体固结。主要反映在以下几个方面：第一，薄膜上面承受等于薄膜内外压差的荷载；第二，地下水位降低，相应增加附加应力；第三，封闭气泡排出，土的渗透性加大。真空预压是通过覆盖于地面的密封膜下抽真空，使膜内外形成气压差，使粘土层产生固结压力。即是在总应力不变的情况下，通过减小孔隙水压力来增加有效应力的方法。真空预压和降水预压是在负超静水压力下排水固结，称为负压固结。

二、真空预压技术的施工工艺

1、施工准备。作为一种新型软基加固技术，真空预压施工极为复杂，为此必须做好施工准备工作。首先，在加固区边界定位中施工单位必须严格遵循路基软土地基设计图进行确定，随后将加固区内的杂物清理干净，如草根等，场地高度差必须控制在15厘米以内，地基土则必须进行放样测量。并检验沙袋、聚氯乙烯薄膜及中粗砂是否符合技术标准及设计要求，并将检验报告提交监理工程师审核批准。在取得监理工程师批准后，开始进行真空预压的下一步施工。

2、铺设砂垫层。在抽真空过程中，砂垫层的功能就是将竖向排水体进入垫层内的渗流水从土体内及时排除，缩短土层固结时间，并避免土颗粒堵塞排水系统等情况的出现。垫层质量对软基加固效果与预压时间起到直接的影响。工程要求与地质条件是决定竖向排水体的主要因素，在软土层厚度低于5米、薄粉砂夹层较多的情况下，如其固结速度符合施工规定，则不需要进行竖向排水体的设置。当加固地基具有较深的淤泥层，则必须进行抽真空系统与竖向排水系统的同时设置。

3、真空预压施工。主管与滤管是砂垫层内埋设的主要管道，其功能就是进行真空压力的传递与排出流入砂垫层的水，一般选用自来水管与PVC管作为主管与滤管的主要材料。高速公路软基施工中，都会选用条形、鱼刺形作为主管、滤管的平面布置形式。本工程选用双排鱼刺形作为主管、滤管的布设形式，布置过程中，应确保循环管放置的合理性。选用橡胶软管作为各管连接的主要材料，对路基沉降问题进行有效处理。

在水平排水砂垫层中部埋设滤管，并在其上方进行砂覆盖层设置，厚度为0.15到0.2米之间，避免滤水管上尖利物体将密封膜穿破。主管的作用就是将真空度均匀传递给滤管，通常不进行孔洞的搭设，并确保主管直径在滤管以下。

沿加固区边界进行密封沟开挖，其深度必须满足地下水位，并将透水层切断，沟底宽度则控制在0.4米以上，这样可以确保密封膜和沟底粘土之间的紧密性。沿密封沟外沟沿设置围堰位置，并通过粘土夯筑。

为提高真空预压工程的质量，必须重视其密封性。密封膜作为真空预压工程密封的主要材料，必须具有较轻的重量、较高的强度、韧性及良好的抗老化能力等。本工程选用的密封膜为聚氯乙烯薄膜。加工薄膜过程中，应对密封沟埋设部分进行充分考虑，不能拉的过紧，避免损坏薄膜情况的出现。

三、公路软基施工中真空预压质量控制

1、真空度测试。真空预压正常阶段就是密封膜下面真空度超过80kpa并稳定在这个范围的情况下，如真空堆载预压正常阶段3个月后，连续5、6天加固区中心点沉降率的平均值都在2mm/d以下时，就能进行停机卸荷作业，并进行必要的验收作业。

2、空隙水压力测试。定时进行多次测试，一般情况下平均1天要进行2到3次的测量，进而对土体内空隙水压力在抽填过程中的变化进行充分了解。

3、表面沉降观测。表面沉降观测要在袋装砂井施工过程中级真空预压后进行，以此对沉降速度、沉降总量等进行充分了解。

4、观测侧向位移。在真空预压的作用下，促使路基中心有负压区的出现，也就是说将围压施加在了土体上，这种情况下侧向位移的位移趋势主要是向路基中心逐渐移动。在填土施工中，侧向位移可能向路基外移动，但此时其具有较小的位移量，并不会对路基的安全性造成极大的危害。

5、当处理区内有充足水源补给的透水层时，应采取封闭式板桩墙加沟内覆水或其他密封措施隔断透水层。当面积较大时，宜分区预压，区与区间隔距离2～6m为佳。应做好真空度、地面沉降量、水平位移、空隙水压力和地下水位的现场测试工作，掌握变化情况，作为检验和评价预压效果的依据。冬季施工时，应对薄膜、管道、阀门及真空表等采取常规保温措施。冬季抽气，应避免过长时间停泵，否则膜内、外管路会发生冰冻而堵塞。