公路软基加固中真空堆载联合预压法的应用研究

黄辉

摘 要：随着社会的发展和经济的腾飞，我国公路工程基础设施建设不断增加。地基处理也成为工程项目建设中的一项重要课题，在我国分布着大量的软土地基，为保证工程项目正常施工和使用，必须对软土地基进行处理。为此，本文在全面了解真空堆载联合预压法加固机理的前提下，对公路软基加固中真空堆载联合预压法的应用要点进行了分析与探讨。

关键词：软基加固;真空堆载联合预压法;应用要点

中图分类号：U416.1 文献标识码：A

0 引言

公路工程对地基刚度、整体性、地基变形的适应能力有较高的要求，对于地处软弱土区域的路基，需要通过对软弱土路基进行处理，提高软弱土的性能，以达到公路路基建设的要求。真空堆载联合预压是处理深厚软土路基的一种经济有效的方式，在处理深厚软土路基中具有广阔的应用前景。

1 真空堆载联合预压法加固机理

真空预压法、堆载预压法是构成真空—堆载联合预压法的重要组成部分，且聚集了两者的所有优点。通过真空装置，可抽出铺设在软基上密封膜下的水、气，并由真空负压、水头差形成于膜下，在此作用上，从竖向、水平向排水通道土体内的孔隙水加速排出，从而实现软基加固及增强地基承载力的效果。在膜下真空度满足80 kPa，经一段时间稳压之后，即可在膜上做堆载加压操作，经加压可形成一定孔隙水压力，再次挤压、排出软基孔隙水。在真空负压的助力下，孔隙水排出速度将逐步加快，从而实现联合效果，并加速完成软基加固目标。

在整个过程中，不会改变总应力，仅利用减少孔隙水压力的作用，来提高有效应力。也就是说，真空预压过程中，仅形成球应力，不会出现剪应力增量，属于一种等向固结。在这种固结作用下，地基土体强度增加，稳定性也会随之增加，不会产生失稳情况。

2 真空堆载联合预压法的应用要点

本路段存在较厚软弱地基土层，为保证路基稳定，必须做好地基处理工作。为解决软基问题，避免路基沉降，决定选择真空堆载联合预压法进行加固处理。

2.1 场地平整

在正式施工开始之前需要对施工场地进行整平工作。将施工现场的碎石、杂物等清理干净，表层土壤的厚度控制在30 cm左右，对于坑洼地带及时填平压实，保证路基的平整度和压实度。在确保场地清理完毕之后，将砂垫层铺设在路基表层，一般情况下其厚度应控制在60 cm左右，含泥量保持在5%以内，在垫层材料运送至施工现场，由专门的人员负责指挥卸料，采用推土机对工作面初步摊铺平整，局部存在的坑洼地带及时组织人工找平，随后进行静压施工，提高垫层材料的密实程度。

2.2 排水板打设

在铺设完成的砂垫层土体中打设排水板，将其设计为三角形，根据排水板打设的深度确定间隔距离，一般控制在1.3 m～1.5 m之间。应根据施工现场的地质条件选择与之相适应的排水板规格和性能，确保其质量能够满足市政道路施工的要求，在排水板材料运送至施工现场之后，需要按照规定的要求进行检测，若存在质量不符合要求的材料需要及时更换。

根据施工方案设计的要求进行排水板的打设，尽量减少安装位置的偏差，同时保证排水板安装的水平程度，将其误差控制在5 mm范围之内，垂直度误差控制在1.5%左右。在插板机内设置深度自动记录仪，确保排水板安装的深度与施工方案设计的要求保持一致。同时将排水板打设的回带长度保持在50 cm以内，合理控制回带根数的比例。在进行排水板打设的过程中，禁止出现材料扭曲、断裂的问题，同时要规范施工操作行为，避免破坏排水板表层的滤膜。

2.3 砂垫层施工

在砂垫层施工时首先应选取符合施工要求的砂质材料，将其含泥量控制在3%以内，将垫层表面的杂物清理干净之后方可进行铺设，保证铺设的均匀性和厚度，进行砂垫层施工的主要目的是形成完成的真空压力传送体系以及排水系统，保证真空堆载联合施工能够顺利的进行。

2.4 铺设土工布和密封膜

在预压施工区的边缘之外挖设密封沟，一般密封沟的深度为1.2 m～1.5 m之间，同时在此过程中开挖滤管沟槽预埋真空滤管以及检测仪器等设备。滤管沟底与砂垫层之间的厚度是0.3 m，根据设计方案的要求确定滤管埋设的位置和间距，在埋设时保证管道连接的正确性。以密封沟开挖的深度为依据，确定密封膜的尺寸，在进行密封膜铺设的过程中为了避免出现材料断裂的现象，拉紧的力度不宜过大，密封膜由上至下依次进行。在三层密封膜铺设完之后按照规定进行回填，密封沟回填时选用素粘土，将无纺土工布铺设在密封膜的上下层，防止回填施工对其造成损坏，此外应保证回填材料密实程度，防止在抽真空的过程中出现漏气的现象，随后根据施工的进度安装相应数量的抽真空设备。

2.5 堆载及抽真空施工

真空泵安装完毕之后即可进行抽真空的作业，真空泵形成的压力必须保持在0.096 MPa以上，在具体的操作过程中需要定期检查设备运行的状态，保证其抽真空的能力满足施工的要求。待真空度达到规定的要求之后即可进行堆载预施工。采用分层填筑的方法进行路基施工，在于与密封膜接触的部位填筑时，应注意对密封膜的保护工作，第一层填筑的厚度保持在60 cm以上，避免由于填筑厚度过小造成真空预压工作无法顺利进行。在此过程中应实时观测沉降曲线，并根据曲线变化计算路基的固结程度，待沉降的平均速度小于2 mm/天时，表明路基的质量可满足施工要求。

3 真空堆载联合预压施工质量控制措施

3.1 加强排水板打设质量

在真空堆载联合预压施工的过程中，排水板打设施工属于隐蔽工程，必须加强质量控制措施，若在此过程中存在的质量问题未被及時发现，容易埋下施工安全隐患，对后期的施工质量产生影响。首先在排水板材料运送至施工现场之后需要按照相关的性能指标对其质量进行检测，性能不符合要求的材料禁止应用在施工过程中，在排水板割断时，砂垫层应高于排水板20 cm。排水板打设完毕之后，需要对打设施工的质量进行检测，尤其是排水板的接头连接处容易存在松散的现象，如果存在不符合施工要求的部分，还需要采取补打的措施。为了保证施工的质量和效率，将施工路段合理的划分为不同的工作段，在每个工作段安放相应数量的插板机。

3.2 确保密封膜的铺设质量

密封膜铺设的质量直接影响着施工范围内的真空密封程度，若密封性存在问题会在真空预压的过程中出现漏气的现象，导致真空压力难以满足施工要求。在砂垫层施工完成之后，为了防止在砂质材料中存在杂物或者过于尖锐的石块对密封膜造成损坏，应组织施工人员对砂垫层进行处理，同时修整路基边坡。密封膜材料由生产厂家加工成型，在铺设的过程中局部粘接，在每一层密封膜铺设作业完成之后都要检测铺设质量，且密封膜的四周应宽于施工范围，随后再进行下一层的施工，待三层膜铺设完成，再回填密封沟。在回填的过程中为了防止出现漏气的现象，应进行适度的压实。

4 结束语

综上所述，真空—堆载联合预压法作为一种常用的软基处理方法，加固效果良好，能够有效处理高填方地基稳定和工期问题，具有良好的经济效益。随着科学技术的不断发展，公路施工技术、工艺更加先进、成熟，人们对加固机理有了更深入的认识。近年来，在公路建设中真空—堆载联合预压法应用越来越多，不仅在公路建设中得到了广泛使用，还在工民建、机场、港口等工程建设得以应用，在超软土地基中的大量使用更加凸显出了真空—堆载联合预压法的优越性。

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