塑料排水板结合真空联合堆载预压直排工艺的应用

徐宇贤 江门市交通建设投资集团有限公司

软土路基在江门地区的公路施工中较常见，属于整体强度低，压缩量大的较弱土层结构，不仅处理难度大，工后的质量稳定性难以保证。本文讨论的塑料排水板结合真空联合堆载预压直排工艺就是软基处理的一种新型有效的处理形式，与一般预压抽真空处理不同，主要是先将处理路段进行插打塑料排水板进行排水，再进行抽真空使地基土处理负压状态，使软土孔隙中的水份排出，同时进行堆载加式的手段，使软土加速沉降固结。为探明采用此种处理方式的处理效果，通过采用的处理技术，结合对真空压力、地表沉降、分层沉降、孔隙水压力、水位动态、深层土体水平位移、地表水平位移等监测，利用双曲线法推算最终沉降量及固结度，综合实测结果，检验处理的施工质量达到工后沉降条件，并为公路软土路基施工工艺水平积累技术数据，提供科学依据。

1.工程实例

1.1 工程概况

广佛江快速通道工程，其中蓬江与鹤山段合计全长35.5Km,采用一级公路兼城市主干道标准进行建设，双向六车道，设计速度为80公里/小时。为实现本项目上的软土地基上的施工和处理效果，全线的软土路段采用了多种的处理施工方案，其中某标段局部较差路段推行了塑料排水板结合真空联合堆载预压直排的处理技术，有效的控制前期沉降，降低在运营期的总体沉降。

1.2 处理目的

（1）对原状的软土层在实际的工作受力范围，利用一种处理手段，强化土体强度结构，并能保证土体在长期荷载作用下不产生较大的沉降变形，以使满足设计的承载能力和使用条件。

（2）检验设计和施工的质量。

（3）通过对新处理路段的监测分析，为发展软土路基施工设计理论和提高施工质量。

（4）为路基验收提供依据，为健康监测提供初始数据。

1.3 施工的总体工序

施工工序采用场地整平、塑料排水板施工、真空系统连接、密封沟密封墙施工、埋设监测设备装置、铺设土工布密封膜、抽真空、抽至真空度、真空联合堆载恒载，见图1。

根据处置的宽度和长度，按设计进行处置布设，见图2。

在按照施工工序进行真空联合堆载预压过程中，监测记录好真空压力、地表沉降、分层沉降、孔隙水压力、水位动态、深层土体水平位移、地表水平位移等数据，具体监测频率见表1。

在真空联合预压期间，以深层水平位移为控制指标，向加固区外侧位移小于5mm/d，在保证稳定的条件下便于施工控制。根据设计文件，加固深度范围内地基平均总应变固结度不小于85%作为卸载控制标准。

图1 处置立面图

图2 处置横断面图

1.4 卸载控制标准

根据设计单《广佛江快速通道工程江门段两阶段施工图设计》设计文件，卸载标准如下：

沉降速率标准：路基中心沉降量连续2个月≤5mm/月或固结度已达到85%以上。

预压期（参考标准）：预压期满足设计要求。要求不小于6个月。

表1 加载工况布置一览表

表2 监测断面预压天数及实测沉降

工后沉降标准：工后沉降推算值小于设计容许值，具体为软土路基规定路面设计使用年限内容许残余沉降（即工后沉降）为：桥台与路堤相邻处（一般（2～3H）+（3～5））≤0.10m，涵洞、箱涵、通道处≤0.20m，一般路段≤0.30m。

1.5 固结度和工后沉降推算

（1）实测沉降。处理的路基段堆载预压区，共设置6个沉降监测断面，共布置18块沉降板，预压天数及实测沉降见表2，沉降曲线见图3。

图3 沉降曲线图

该路基段堆载预压段预压总天数368～397天，约12.3～13.2个月，满载预压天数217～223天，约7.2～7.4个月。真空联合堆载预压区实测累计沉降76.6cm～139.0cm，平均沉降104.08cm，最近一次实测沉降速率0.4mm/d～1.0mm/d。

（2）推算方法。利用双曲线法推算最终沉降量及固结度，双曲线拟合法推算地基最终沉降量：

式中

St—t时刻（d）的实测沉降量；

S∞—最终沉降量（mm）；

a—待定系数。

将监测数据t～St按上式进行回归，求出回归系数1/S∞。

（3）推算结果。

根据双曲线法推算总沉降量和固结度，推算结果如表3。

表3 固结度和工后沉降推算（双曲线法）

（4）数据分析。根据双曲线法，推算总沉降量为83.4cm～151.1cm，平均沉降量为118.2cm，推算固结度85.2%～92%，平均为88.9%，推算工后沉降6.8cm～23.0cm，平均为13.1cm。

根据双曲线法推算，堆载预压区平均固结度值为88.9%，平均工后沉降量值为13.1cm，该区域满足固结度已达到85%以上的卸载条件，推算工后沉降满足一般路段≤0.30m的条件。

2.工艺结论

经过抽真空施工及监测数据，证明采用直排工艺进行真空联合堆载预压施工可以达到预定的抽真空效果和排水效果，该工艺可以指导后续大面积真空联合堆载预压施工。直排工艺减少了砂垫层数量、降低了工程造价，并且排水效果明显，在类似项目真空预压区域推荐采用该工艺。

结合施工对设计指标及部分参数的调整达到的效果，同时可对有利于保证现场施工质量的调整进行固化，并在设计图纸中进行调整，以指导施工。

3.结语

在特殊路基处理的设计方案上，对于工期较短、成本经济的软土路基可进行推广使用该工艺，可以达到深度处理与使用稳定的效果。