真空预压法在市政工程软土地基处理中的应用浅析

2020-11-25翁海波

建材发展导向 2020年19期

翁海波

（浙江中材工程勘测设计有限公司，浙江杭州 310000）

通过真空排水预压法加固软土地基的做法最早由瑞典皇家学院建筑学者提出，后经多国研究实践，多应用于高速公路、港口、码头、大型机场等市政工程建筑中。由于市政工程关系着民生，工程施工建设一旦遇到软土地基，就容易影响工程整体稳定性和安全性。

1 工程概况

某市政道路工程全长为1800米，宽度40米，需要处理的软基总面积为5178.6m2。该道路地基基层分布复杂，因淤泥冲击，造成路基下部土层松软，含水率高、密度小、孔隙大，压缩性较高等缺陷显而易见。为防止该道路工程软土地基出现大范围下沉，施工人员对施工场地地质和水文条件都进行了详细勘测，发现该道路工程土层主要分布分3类：一是由砖块、粘土和碎石构成的杂填土，土质松散，土层厚度为0.6-2.8米之间。二是厚度在0.3-2.5米之间呈黄灰色的粘土。三是可塑性较差呈灰色饱和状态的淤泥质亚粘土。为了缩短工期，提高施工质量和效率，施工单位将对该道路工程软土地基进行真空预压法进行施工。

2 真空预压法原理

真空预压法是不同于普通堆载预压法，属于排水固结法的一种施工技术，它主要通过在地基内铺设砂井或者塑料排水板，然后在这些设施上铺设砂垫层，最后铺设密封薄膜，将薄膜中的空气通过抽气设备全部抽取，使砂层、排水带处于部分真空状态，并在薄膜内外产生气压差，进而促进软土地基中土壤水分的排出，从而达到土体固结、避免地基出现不均匀沉降的不良后果。真空预压法使用必须达到以下几个技术指标要求：一是必须在排水系统周围覆盖水平透水材料；二是影响范围内的软土平均固结度要大于85%；三是抽气真空设备个数选择上，每台设备抽空面积要达到1千平方米-1.5千平方米标准；四是抽气后真空度需在80kPa以上；最后是沉降效果必须达到施工要求。

3 真空预压法在市政工程软土地基处理中的具体应用分析

3.1 竖向排水体施工

此项市政道路工程软体地基的真空度需要通过设在地基内的竖向排水体向下及向土体中传递得来，竖向排水体施工质量严重影响到真空预压施工效果。竖向排水体常用结构形式分为普通砂井、塑料排水板和袋装砂井等。在该市政道路工程中综合考虑下采用袋装砂井结构形式最为合适。砂井成孔采用振动沉管方式，即将带活瓣管尖或套入混凝土端靴的套管沉到预定深度，在管内放入做好的袋装砂井，然后拔出套管即可形成砂井，这需要要求拔管后带上沙袋长度必须控制在0.5米以内，砂袋应尽量选用干砂灌入来保证灌砂的密实度，以此保证砂袋放入井孔后能够便于埋入排水砂垫层中且能够露出地面。

3.2 水平排水体施工

本次施工中要用到铺设在水平垫层上铺设土工布和塑料膜，为达到相关标准必须符合工程项目施工要求，垫层材料必须符合以下要求：一是垫层材料必须选用级配良好、透水性较高的中粗砂，含泥量≤3%；二是垫层厚度和平面尺寸要符合设计要求，垫层厚度为30cm，厚度误差为±h10（h为垫层设计厚度），且必须每100m2要挖坑检验是否达标；三是砂料必须经过一定筛选，不允许杂物如泥土、砂砾等堵塞在与竖向排水连接的排水通道；四是在真空预压垫层要达到4cm的厚度且不得带有棱角硬物；五是尽量不扰动天然地基，避免对天然地基造成不良影响。

3.3 塑料土工布、密封膜的铺设

为保证真空试压施工中的密封性能良好，此项市政道路工程需先铺设1层土工布，再在布上配设2层密封膜，以上材料铺设完成后还需对铺设效果进行检查是否出现漏洞，以便尽快做好粘补处理，保证密封效果，因此此项环节必须符合以下施工标准：一是真空预压施工所采用土工布应为＞300g/m2无纺土工布；二是密封膜必须选用厚度≥0.14mm，延伸率（纵向）≥250%，渗透系数≤1.0*10-10cm，抗拉强度≥100N5cm等以上标准专用密封膜，保证所用的密封膜必须密封性、韧性、抗老化性能和抗穿刺能力皆强。三是加工好的密封膜面积必须大于加固场地面积，一般要求每边应大于加固区相应边4-5米，而加固区四周，土工布要留有2-3米、密封膜要留有和4-5米的超宽余量，以便补漏措施的实施。

3.4 水平滤管的合理布置

在此项市政道路工程中，施工人员必须遵守 “因地制宜”的施工原则，充分考虑工程软土地基施工场地的具体情况，对水平滤管进行科学合理的铺设。水平滤管主要分为主管和支管，管道材料分为钢管和PVC管，在此项市政道路软土地基施工中应采用PVC管，在多种平面铺设水平滤管方式中常采用抱条形和鱼刺形等方式。此外水平滤管铺设还需充分考虑水平滤管的支管数量，必要时要进行科学的增补，以此保证真空负压能够在短时间内均匀传递到软土地基中的各个部位，提高软土地基稳固性。