论公路软基段治理真空联合堆载固结技术

张 浩

（贵州桥梁建设集团有限责任公司,贵州 贵阳 550001）

0 引言

由于软土地基结构松软、透水能力差，结构不稳定，在软土地基上建设公路时需先加固地基。真空联合堆载预压排水固结法可以有效加固软土地基，施工时间短，工后沉降控制效果理想，经济性好[1]。基于此，该文重点探讨真空联合堆载预压排水固结法在公路软土地基加固中的应用，以增强软土地基承载力，提升公路工程质量。

1 工程概况

某城市次干路工程地处剥蚀残丘地区，软土广泛分布，大部分路段属于不稳定路段，部分路段的山体裸露，风化严重。少数路段天然地基为强—中风化花岗岩层，可直接用作公路地基。该公路长3.45 km，双向四车道，试验段用真空联合堆载固结法进行软土地基加固处治。

2 真空联合堆载预压排水固结法基本原理

（1）真空排水预压法的基本原理是利用排水井、砂垫层和地基软土之间的气压差促使孔隙水渗流，起到减小孔隙水压、增强地基土体有效应力的作用，最终提升地基承载力，有效控制路基沉降[2]。

（2）堆载排水预压、真空排水预压原理类似，但各有优劣，真空联合堆载预压排水固结法结合二者优点，可显著增强地基附加应力，提高荷载施加速率，施工效率高，沉降控制效果好[3]。

3 真空联合堆载固结施工工艺

3.1 真空联合堆载固结工艺流程

真空联合堆载预压排水固结施工工艺及施工过程检测流程如图1 所示。

图1 施工工艺及施工过程检测流程图

3.2 真空联合堆载固结加荷计划

真空联合堆载预压排水固结荷载施加步骤如表1所示。

表1 真空联合堆载固结荷载施加步骤

3.3 真空联合堆载固结填筑速率控制参数

（1）合理控制真空联合堆载填筑速率，使荷载均匀增加，避免堆载预压排水固结时荷载大幅增加导致地基土体结构不稳。

（2）填筑时合理控制表1 所列各项施工指标，确保指标参数始终在规定范围内。如出现指标参数超标应马上中止堆载固结填筑，适当增派施工监测人员，增加施工监测强度及精度，直到各项指标参数值稳定，且设计单位检查通过后才能恢复施工。

（3）施工阶段通过实地勘测发现，在确保填筑施工顺利进行的前提下，竖向沉降速率可提升到35 mm/d；因此，可适当放宽竖向沉降速率控制要求，以降低施工监测任务量，选择35 mm/d 作为新的沉降速率控制标准，结合施工实践进行验证[4]。

4 堆载填土施工技术

（1）摊铺填土层前，必须通过现场测量确定其含水率，保证该项指标参数值与最佳值偏差不超过1.5%。

（2）按照试验段长度选定测量截面，单个截面上需均匀布设2 个测点，测量断面布设如图2 所示，测量采集含水率数据，并详细记录。

图2 堆载填土层压实度检测断面示意图

（3）软土地基填筑时，基于最优含水量确定松铺厚度均值为250 mm。

（4）填筑压实环节利用山推SR22M 型振动压路机，分多次压实，分别为静压1 遍，低频振动压实2 遍、高频振动压实4 遍，收面压实1 遍[5]。高频振动压实5 遍后，确保地基填筑压实度合格且稳定，压路机碾压遍数与压实度之间的关系如图3 所示。

图3 压路机碾压遍数与压实度之间的关系图

5 质量、安全、环保措施

（1）在检测施工材料的质量时，应当严格按照各项指标，对原材料质量及规格进行全面检测，尽可能选择有质量保障，生产规模较大的实力材料生产厂商，并建立长期合作关系。在材料进场之前，要查验出厂合格证，将材料规格与设计要求做好比对，待最后抽样检查结束后，不合格的材料进行及时处理，禁止直接用于施工。

（2）建立健全质量控制体系。设置项目经理为质量控制小组的主要负责人，组建包括总工程师、技术员、现场施工员、施工班组负责人等人员的专业技术团队，合理分工强化职责，及时发现并解决问题，进一步提高技术交底工作的效率。

（3）培养专业质监人员的责任心。质监人员作为施工现场的监测员，应当具备充分的责任意识，按照规范要求进行质量巡检。对于重要的施工工序，需要尽好全程旁站的职责，用自身的专业技术素养指导工作，保障施工质量[6]。

（4）为保障监督检查的效果，应由安全生产负责人做好人员的分配工作，在施工现场配备有责任心的专业的安全员，提高安全监督水平，进一步掌握施工现场的具体情况，避免可能存在的安全隐患。

（5）建立安全管控小组，实施三级安全教育机制。现阶段，很多项目建设在安全教育方面存在疏漏，缺乏针对性，存在形式化问题。为提高安全教育的效果，应加强对三级安全教育的重视，成立专门的安全教育小组，并有针对性地展开对不同工种、工序的安全教育学习。

（6）做好安全培训工作。目前，许多项目建设管理人员的专业素养还有待加强，安全知识储备欠缺，许多专职的安全管理人员也存在着工作经验不足，在实际施工过程中难以辨别风险源，无法对风险情况进行动态管理。因此，应加强对专职安全人员的培训，提升专业人员的专业技术能力，培养能够灵活应对各种动态风险的技术性人才[7]。

（7）保持操作面和周边区域的整洁整齐，收集并处理施工场地垃圾，及时进行清理处理；在施工现场划分处理垃圾的专属区域，安排专人对施工场地堆放的垃圾进行分类，并定时定点完成垃圾的外运，卸料时应当保持平稳，严禁对垃圾进行抛掷。

（8）依据项目的实际情况，制定环保管理预案，及时更新自身的知识储备，学习国家及地方层面不断更新发布的环保法规、制度，创建环保施工的企业文化氛围，将环保理念贯穿于项目施工管理的全过程[8]。

6 真空联合堆载固结法效果

（1）为检验真空联合堆载预压排水固结法的实际应用效果，可对试验路段经过该法处理后的软土地基加固效果进行检测，选定试验路段GK2+650、GK3+850 作为检测截面，采用以下方法进行效果检测：

1）采用十字板剪力仪进行剪切试验；

2）按照试验要求和目标合理选定剪切试验位置，如检测截面的中心点附近，十字板、土体取样孔的间距在4～5 m 之间；

3）为确定土体不同深度位置的加固处治效果，土体取样孔间距控制在1.8 m；

4）间隔1 m 进行一次剪切试验，同时进行灵敏度试验。

（2）通过测量仪器采集两个试验截面的具体数据，分析数据可知经过真空联合堆载预压排水固结法处治后，软土地基的孔隙水压、沉降速率等路用性能指标及整体加固效果符合施工设计要求。通过剪切试验发现采用该工法处治后的软土结构强度显著提升，GK2+650、GK3+850 截面的软土结构强度分别提升3 倍、4.5 倍；软土含水率有效降低，GK2+650 截面、GK3+850 截面的土体含水率分别下降30%、32%；GK2+650 截面、GK3+850 截面的土体孔隙比分别降低28%、29%；GK2+650 截面、GK3+850 截面的土体直剪黏聚力分别提升80%、39%[9]。

7 结论

综上所述，真空联合堆载预压排水固结法可有效加固软土地基，应用价值较高。基于某公路软土地基加固处治工程实例，分析该方法的基本原理及施工工艺要点。在实际应用过程中，该方法的实际效果受真空环境影响，对GK2+650 截面、GK3+850 截面进行剪切试验、灵敏度试验，根据试验数据可知，经过真空联合堆载预压排水固结法处治后的软土地基整体结构稳定性及孔隙水压、沉降速率等主要路用性能指标均达到施工设计要求。

由于该方法实施时会扰动周边土体，可能导致现有基础设施被破坏。在采用该方法加固软土地基时要采取有效措施保护周边建筑及基础设施，结合工程项目的地质条件和外部环境分析该方法的可行性；该公路工程采用真空及堆载联合预压排水固结法，成本相较传统堆载预压排水固结法更高，但大大加快了施工速度，保证了公路工程质量，具有良好的社会效益，因此，该方法依然具有较高的推广应用价值。