真空堆载联合预压法在市政道路软基处理中的应用

谭舟洋

(湖南省第六工程有限公司，湖南 长沙 410015)

1 真空堆载联合预压技术原理

在软土地基处理中，真空预压法的应用方式为，在软土地基上部结构使用聚氯乙烯薄膜密封，使得软土地基与大气隔绝，另外，在加固体表面，需采用细砂作为垫层，然后铺设管道以及纵向排水体，最后采用袋装砂井进行固定，连接管道，并采用射流泵抽出空气和谁，进而使得软土地基上部和垫层之间产生负压，使得管道周边为真空状态，对整个软土地基施工区域形成向下的挤压力，排出软土地基中的孔隙水，提升软土地基密实度。

在堆载预压法的应用中，要求在软土地基上部堆土方，在巨大压力作用下，软土地基中的水分被挤出，加快软土地基沉降和加固，进而减少市政道路工程沉降量，提升道路工程稳定性。

真空预压法和堆载预压法均有一定的应用优势，在软土地基处理中，可联合应用两种技术，在使用真空预压的软土地基上堆载土方，提升软基加固效果。

2 真空堆载联合预压技术的应用优势

2.1 有利于提升路基稳定性

在真空堆载联合预压技术的应用中，需在真空预压的基础上施加堆载荷载，在抽真空过程中可产生负压，促进土体收缩变形，进而有效抵御由堆载所造成的向外挤出变形，进而提升地基结构稳定性。

2.2 有利于增加处理深度

在真空预压法的应用中，在负压作用下能够促进地基土中孔隙水被排出，进而缩短地基加固时间。在孔隙水排出过程中，渗流速度不断增大，由于渗流力所造成的附加应力不断增加，可达到良好的地基加固效果。真空预压的影响深度可达排水板以下2～3 m深度，提升软土地基加固效果。

2.3 有利于减少工后沉降

通过利用真空堆载联合预压施工技术，可形成竖向排水体和水平向排水体，缩短孔隙水渗流路径，加快土层固结。与常规施工方式相比，通过应用该项施工技术，可有效提升软土地基沉降速度，在真空荷载作用下，只需经过较短时间即可达到一定压力。因此，软土地基可快速进入超载预压期，在堆载预压期即可完成大部分沉降，进而有效减少工后沉降量。

2.4 有利于提高路基承载力

通过利用真空堆载联合预压技术，可有效提升软土地基结构强度，进而达到良好的加固效果。根据实践研究发现，软土地基强度增大幅度一般在3～4倍之间。

2.5 有利于缩短工期

在软土地基施工中，当路堤填土高度逐渐达到路床设计标高位置时，真空荷载即可作为超载，在真空联合堆载作用下，可促进软土地基土体结构加固。通常情况下，在软土地基施工中，如果仅采用超载预压施工技术，则预压期为十个月左右，而如果仅采用常规堆载预压技术，则预压期为12个月左右，通过联合应用上述两种技术，预压期可缩短至六个月。在实际施工中，当预压施工完成后，即可停泵并卸除真空，此时软土地基即可达到理想的稳定状态。

2.6 有利于减少环境污染

在真空堆载联合预压技术的实际应用中，不会对施工场地造成较大污染，施工机械设备所产生的噪音比较小，并且施工方式操作便捷。

2.7 有利于节约材料

与常规软土地结堆载预压施工技术相比，真空堆载联合预压技术的固结速度比较快，加固深度大，在实际施工中，不会因超载土方而造成卸载弃方等问题，进而有效节约土地资源，缩短施工工期，节约施工成本。与常规堆载预压施工技术相比，真空堆载联合预压施工技术所需材料比较少，生态环保效益较高。

3 真空堆载联合预压施工流程

在软土地基真空堆载联合预压施工技术的实际应用中，施工流程如下：(1)对软土地基表面进行全面清理，清除杂物，然后采用排水砂铺设垫层。根据工程项目设计要求，在砂垫层中打设横向通道和纵向通道，将排水砂装袋，并装填形成砂浆砂井。在砂垫层中，采用放射型以及扩张型方式设置排水管道。(2)埋设观测设备，进行密封沟施工，同时铺设真空排水管，然后再进行排水砂垫层施工，通过将聚氯乙烯薄膜覆盖在排水砂垫层中，使得软土地基与空气相隔绝。(3)将支管和主管进行连接，形成封闭管网，在管网四周位置设置射流真空泵，对预处理地基进行仔细观测，在软土地基上进行土方堆载，在真空堆载联合作用下促进软土地基中的孔隙水排出。(4)在软土地基加固处理后，即可卸载土方，并对软土地基加固效果进行检测分析。

4 市政道路软基处理中真空堆载联合预压法的应用实例

4.1 工程地质概况

在崇左市太平古城改造项目(一期)公建部分工程A标施工中，首先对施工区域进行地质勘查，揭露土层从上而下分别为人工填土、淤泥、含粘性土圆砾、粘土、亚粘土、中砂、细砂、含碎石亚粘土、含砾石亚粘土、全风化晶屑熔结凝灰岩。综合考虑该道路工程施工区域地质条件以及工程项目建设要求，采用真空联合堆载预压施工技术进行软土地基加固处理。

4.2 排水系统技术

对于排水板间距，需控制在5 cm以内，对于垂直度偏差，需控制在1.5%以内，在搭设深度控制方面，应注意不能达到施工区域透水层结构中，并且将搭设深度误差控制在50 cm以内。对于竖井，必须达到规定深度，避免竖井以下部分土体结构强度无法达到设计要求，进而影响整个软土层固结效果。对于砂垫层，应将竖向排水板、横向设置的滤管进行连接，并选用洁净中粗砂作为施工材料。对于排水滤管和主管，可在施工现场进行连接，在滤管以外，可采用土工布进行全面包裹，在软土地基施工完成后，在沉降过程中可能会发生不均匀变形，对此，在滤管的接头位置以及连接位置，需采用胶带纸进行包裹，同时还应注意预留变形量。在真空排水滤管设置方面，可采用鱼刺状连接方式，并注意分布均匀。

4.3 密封系统技术

在密封施工中，密封膜铺设至关重要。对于密封膜材料，可在工厂采用热合成加工施工方式，确保各项性能符合施工标准。在密封膜铺设施工中，需采用分两层铺设方式，在密封膜铺设完成后，要求检查表面是否有破裂口。需要注意，在密封膜铺设过程中，不能拉过紧，并且每边应超出图纸尺寸要求3～5 m。密封沟对于真空预压施工效果的影响较大，在密封沟施工中，应注意以下两点：(1)确保膜四周位置有足够强度，能够与软土进行有效接触；(2)对于膜周边密封位置，需采用一定压力，将薄膜压入至淤泥中，并利用粘土回填至密封沟中。在密封系统施工中应注意，密封膜的厚度比较小，在铺设施工中容易发生破损，对此，需做好安全防护管理。

4.4 抽真空速率控制措施

在抽真空开始阶段，需严格控制真空加压速度，有效抽出砂垫层中空气。在本工程施工中，初始真空压力为20 kPa，然后逐级增加，随着膜下空气不断排出，土层中可排出水分，与此同时，土层固结效果越来越好，随着膜内真空度的不断增加，真空压力可达80 kPa。在抽真空时，在土体水和空气的排出过程中，要求对密封沟以及密封膜的密封状态进行全面检查，如果发现漏气问题，则应及时做好修补和密封处理。

4.5 周边环境影响控制措施

在软土地基加固区土体变形因素的影响下，边界水位不断降低，土体结构发生变形，如果对水平位移和附加沉降的影响比较大，则会对周边工程项目造成不良影响。对此，可采用挖土防护施工方式，挖除加固区与构筑物之间的土体，对于开挖深度，需控制在2.5～5 m之间，同时还应注意对构筑物进行抗变形处理。

4.6 路基填土堆载技术

在软土地基填土堆载施工中，应注意以下几点：(1)当膜下真空度稳定，并且已达到设计要求后，即可进行路堤堆载施工；(2)为了避免在堆载过程中对密封膜造成损坏，在膜下以及膜上，均需铺设无纺土工布，并且块与块之间的搭接长度应控制在20 cm以上；(3)在第一层堆载施工中，堆载厚度需控制在40～50 cm之间，尽量采用细粒土堆载，首先组织施工人员摊铺，然后再利用机械设备从近而远逐渐推进，并进行多次碾压，进而达到良好的压实效果。

4.7 工程效果

为了对本工程真空联合堆载预压施工技术的应用效果进行检验分析，在施工现场设置垂直沉降板、水平位移边桩、深部位移监测孔、分层沉降观测孔以及孔隙水压力盒等设备。通过对施工现场进行跟踪监测，在施工完成后，前6个月沉降施工效果显著，后期沉降速度逐渐降低，最终趋于稳定状态。开始抽真空3 d内观测的累计沉降量在8～12 cm之间，平均10 cm；2个月的累计沉降量平均值为55 cm，最大累计沉降点沉降量为60 cm；6个月累计沉降量平均值为150 cm，最大累计沉降量为165 cm，累计沉降量为软基最终沉降量的80%。

5 结 语

综上所述，本文主要结合实例，对真空堆载联合预压施工技术在市政工程软土地基加固施工中的应用方式进行了详细探究。通过应用堆载预压施工技术，可均衡土体水平位移，提升路基填筑时的稳定性，同时还可加速软土路基固结沉降，减小工后沉降。与常规堆载或者真空预压相比，真空联合堆载预压法处理软基可有效缩短施工工期，提高施工速度。另外，在施工中，噪音小，不会对施工环境造成不良影响，能取得良好的经济效益和社会效益。为保证真空联合堆载预压施工效果，要求对各项施工步骤加强管控，保证排水板深度、排水管道通畅性、真空膜密封效果等。