真空预压技术在公路软土路基处理中的应用研究

耿丽娜 李冰 青岛路桥建设集团有限公司

在真空预压和堆载预压基础上发展而来的真空堆载联合预压技术主要通过真空负压和堆载正压在土体中产生不平衡水压力，并促使孔隙水顺着竖向排水体从土体内尽快排出，使土体固结变形效果增强。此外，堆载过程导致土体产生侧向的挤出变形，真空荷载则使土体产生侧向的收缩徐变，并与侧向挤出变形相互抵消，加速土体固结，但不会引发土体失稳破坏，从而发挥真空预压加固和堆载预压加固的双重效果。在抽真空施工前存在于土层孔隙内地下水面以上的气体一般处于大气压状态（压力P），抽真空施工后上述气体压力会不断下降至P1，聚乙烯塑料膜内外便会形成压力差ΔP，此时的压力差即为真空度，且有ΔP=|P-P1|。砂垫层内所形成的压力差ΔP通过砂垫层（水平向排水体）、排水砂井（竖向排水体）向下延伸拓展，导致整个区域内孔隙水的压力持续下降，使地基排水和固结速度加快，达到地基加固的目的。

一、工程概况

某项目陆域由吹填淤泥形成，针对一期用地进行地基处理，总占地面积721.5亩（1亩≈666.67m2），北侧和东侧为园区规划道路，宽36m。实际地基处理面积691亩，该场地共划分为隔堤区和非隔堤区。隔堤区采用强夯法加固处理；非隔堤区共划分为12个区，采用真空堆载联合预压加固处理。

二、施工要点分析

（一）地基处理方法

根据场地地质条件及建（构）筑物使用要求，将场区划分为隔堤区域和非隔堤区域。对隔堤区域采用强夯法加固，满夯后的地表加一遍机械碾压。非隔堤区域，采用真空堆载联合预压方法处理；真空堆载联合预压相邻加固区之间的密封沟位置处采用水泥土搅拌桩处理；然后将真空堆载联合预压加固区和密封沟整平至5.6m进行满夯。满夯后的地表加一遍机械碾压。

（二）铺设硬化层

土工布拼接采用手提工业缝纫机缝合，缝合尼龙线强度≥150kN，采用包缝方式。在预压区场地上将土工布缝接成满足需要大小的大幅土工布，按选定方向依次平铺，土工布缝接宽度不小于5cm。土工合成材料参照现行《水运工程土工织物应用技术规程》（JTJ/T239）要求进行抽检和现场试验；土工布摊铺时，应拉直平顺，紧贴下承层，不得出现扭曲、折皱、重叠。竹筋铺设在两层土工布中间，采用人工铺设方法铺设竹筋。竹筋铺设按网格布置，交接处用铁丝绑扎牢固。竹筋与竹筋必须错位搭接，以保证竹筋的整体性。竹筋铺设时必须把竹筋放置平顺，以防止竹筋顶破土工布。

（三）砂垫层

铺设砂垫层厚度为1m，采用吹砂船通过管道经分流器铺设砂垫层。砂垫层填砂由海上运砂船运至施工区域的西面海域停靠的吹砂船料斗里，再由吹砂船吹至先前布置在中间隔堤上的管线里先由Z-5、Z-7、Z-9、Z-11区块往东面区块吹填，等中间隔堤东面区块吹填到一定的标高再由Z-2、Z-3区块往西侧吹填，砂垫层铺设时，经分流器降低管道流速，人工调整吹砂口，同时进行高程的监测，进行砂垫层的铺设，最后超过标高的砂由履带式堆土机进行推平、整平。

（四）塑料排水板打设

熟悉规范、施工图纸等各种技术文件，并勘查现场了解施工条件。根据各区已验收场地的施工基线、水准点等资料，用RTK（GPS）放出40m控制方格网，并插红色小旗及打木桩并标明区域控制点编号。本工程采用B型整体排水板，在塑料排水板进场前，需检查其厂家产品合格证及质量检测报告，并按相关规范规定，同批次产品每20万延m（少于此数额也应抽验1组）抽样一组送质检单位进行质量检验。待检验合格并报业主审批同意后，订货并组织运往施工现场。

（五）淤泥搅拌桩施工

场地整平：清除地上和地下一切障碍物。测量定位：根据测量控制点，沿区域边线外侧，放出密封沟开挖尺寸控制线。密封沟开挖深度不小于1.5m；搅拌机就位。桩位放样：沿密封沟外侧进行桩位放样，桩位点每隔50cm间距测放一点，桩位放样点用细竹钎（竹尖涂有红油漆）作为桩位标志。为了保证桩位准确，消除累计误差，要求每隔25m设置一个桩位控制点。

（六）强夯施工

隔堤区在真空卸载以及水泥土搅拌墙施工完成后，整平场地至5.6m高程，采用低能级强夯进行两遍满夯。第一遍单击夯击能为800kN·m，第二遍单击夯击能为1000kN·m。每遍满夯单点夯击数为4击。夯击过程中出现严重弹簧时，应立刻停止夯击。两遍夯击时间间隔不少于7天。夯锤直径在2～2.5m，满夯搭接1/4锤直径。满夯结束后，视夯沉情况补方或卸方，整平场地至标高5.3m，采用35t振动压路机碾压全场地。

三、结束语

真空堆载预压施工过程中出现的负压还能加速排出地基土孔隙水，进一步缩短固结时间，且通过抽真空的过程，进一步降低竖向排水体内的水位，缩短预压和固结时间。随着孔隙水的排出，孔隙水渗流的速度持续增大，在渗流力的作用下，其附加应力持续增大，加固效果提升，且孔隙水所导致的附加应力持续指向加固施工土体，使得堆载侧向挤出变形应力被抵消，有效保证了路基的稳定性。由此可见，真空堆载联合预压软基加固施工技术值得在公路软基加固工程中推广应用。