关于市政工程真空联合堆载预压软基处理技术的探讨

关于市政工程真空联合堆载预压软基处理技术的探讨

张锐彬

珠海航空城工程建设有限公司广东珠海519040

摘要：市政工程真空联合堆载预压法是在真空预压和堆载预压基础上发展起来的一种软基处理方法，它具有真空预压和堆载预压的双重效果，适用于设计荷载大，承载力要求高的工程。因此，本文结合工程实例，就真空联合堆载预压法在软土地基处理施工技术进行探讨，并对施工进行科学的检测。

关键词：市政道路工程；真空联合堆载预压；软土地基处理

前言：真空预压及真空联合堆载预压法是加固软土地基的有效方法，尤其是对于含水量大、压缩性高、强度低、透水性差、埋藏深厚的软黏土有着较好的处理效果，它能够消除大部分的软土固结沉降，减少工后沉降，在一定程度上提高地基承载力。该方法已广泛运用。

一、工法特点

（1）地基土在真空荷载（真空度达到80kPa，相当于4m左右的堆土荷载）和堆载联合作用下发生固结，固结应力大，加固效果明显。

（2）在抽真空过程中，地基土与竖向排水体及垫层间的水头差增大，使地基土的孔隙水加速排出，加速了地基土的固结。同时为路基填土连续施工提供了保证，这样就大大缩短了施工工期。

（3）在真空预压作用下，土体在加固过程中的侧向变形指向加固体内，结果使得堆载引起的侧向挤出变形与之相抵消，因而真空联合堆载预压法加固软基牢固稳定。

（4）真空预压加固深度较大，影响深度可达竖向排水体以下2～3m，尤其适合加固深厚软土层。这相对于粉喷桩等处理深度不超过15m方案，工程适用范围要大得多。

二、软基处理方案选择

软土地基厚度较大、含水率高、压缩性高、工程性质差，对软土地基的处理效果决定了道路建成后的工后沉降大小。城市主干道工后沉降标准为≤30cm，城市次干道为≤50cm，由于市政道路的特殊性，管廊等小型构筑物（箱涵、人行通道）工后沉降≤20cm。经过初步计算表明：该软土地基如不经过处理其工后沉降均不能满足要求，所以须对其进行专项处理。

软土地基的处理方式一般有强夯法、排水固结法、水泥土搅拌法等。强夯法处理深度有限，工期较长，水泥土搅拌法处理深度最多至15m。排水固结法分为堆载预压与真空联合堆载，堆载预压法预压时间长、预压土方量大；而真空联合堆载具有工期较短、工程投资低、处理效果好等优点。根据地质情况、工程建设的规模及工程投资，选定采用真空联合堆载排水固结法。

三、真空联合堆载预压施工软基处理技术

为了保证市政工程的质量和安全，合理地选择预压固结期，选择K16+100-K16+320段作为试验段。

3.1试验段工程地质条件

各土层的物理力学技术参数如表1所列（？没有看到，请补充）。

试验段地下水埋藏浅，混合稳定水位埋藏深度为0.50～1.60m。

3.2施工工艺流程

①清表、平整场地；②铺设30cm厚砂砾垫层；③打设竖向排水板；④铺设另20cm砂励垫层，竖向排水板应弯倒在本层中；⑤砂砾垫层上开挖深20cm的沟槽纵，横向埋设75mmPVC主管和滤管，埋设砂砾垫层中的真空度测头；⑥挖密封沟，安置主管出膜装置等；⑦铺设10cm厚细砂垫层；⑧铺设一层无纺土工布，三层真空膜，再铺设一层无纺土工布，同时安装抽真空装置，回填密封沟，连接主管到抽真空装置；⑨设置膜上沉降标志和沉降板，测沉降初值；⑩试抽真空，检查膜上及密封沟漏气情况，再铺设10cm厚细砂垫层和30cm厚粘土层封闭，最后正式抽真空，同时开始施工监测。真空度稳定在80kPa保持7d～10d后，待地基固结度达30％-50％，开始在膜上填筑堆载进行联合预压。

3.3具体的主要施工技术

3.3.1排水板施打

塑料排水板施打时，要防止导管倾斜使排水板入土偏位倾斜、拔管带出淤泥污染砂砾层、排水板顶端预留长度不足或预留段遭泥土污染等问题。插板前机座整平要用仪器监测，插入导管长度必须保证处理深度（插入深度=处理深度+回带长度+砂砾层厚），确保插入板体或板（井）体不扭曲、不污染。对于拔管带出的泥土要即时清除，顶部预留段应及时弯折埋设于砂砾层中，使之与砂砾排水层连为一体。

3.3.2抽真空前

①过滤管应埋于砂垫层中间，距泥面与砂垫层顶面的距离均应大于5cm，滤管周围必须用砂填实，严禁架空漏填。滤管应用适合的滤水层包裹严实，避免抽气后杂物进入射流装置。

②现场铺设时，滤管的末端用木塞或PVC圆板封死，然后套上预先缝制好的反滤布套。反滤布套一定要把滤管上的孔洞盖住，再用细绳把滤布套捆扎牢固。土工布要求渗透系数k>5×103cm／s。

③真空膜在工厂预先加工，膜的大小应考虑埋入密封沟的部分，留出足够的余地，膜上下土工布（300g／m2）搭接30cm宽，以防漏垫。真空膜在埋入密封沟时，注意真空膜不要被戳破，保证其完整性。

④密封膜铺设时应从上风向向下风向伸展，加固区四周余留量应基本一致。施工人员应穿软底鞋上膜，每铺一层，专人检查，若有孔洞，及时粘补，在密封沟内侧应把膜铺平。

⑤如果密封底或两侧有碎石或砂层等渗透性较好的夹层存在，应将夹层（如泥炭土等透气性土层）挖除干净，回填粘土，宽度不得小于50cm，厚度不得小于100cm。密封沟回填料应为纯粘土。

⑥在真空表的埋设中，检验真空表的性能指标满足设计要求后，把φ10mm的导管放入PVC滤管中，埋入砂垫层中，把导管的另一端拉至测点处与真空表相接，边接处完全密封，并将沿路导线埋入砂垫层。

⑦真空泵应双面布设，真空泵功率不小于7.5kW。

3.3.3抽真空阶段

3.3.3.1试抽真空

射流泵在安装前应试运转一次，如果真空压力达不到90kPa时，则应维修。在覆水前，应进行试抽真空，同时仔细检查每台射流泵的运转情况及薄膜的密封性。试抽真空宜为7d～10d，膜下真空压力应该达到80kPa，否则应立即派专人穿软底鞋在膜上进行地毯式巡查，膜上的小孔漏气会有风鸣哨声，应及时用小块薄膜将其粘贴补好。试抽开始，即应进行真空压力、沉降量等参数观测。

3.3.3.2正常抽真空

试抽达到要求后，可覆水转入正常的抽真空阶段，持续6个月。覆水厚度宜为20cm～40cm，覆水后膜下真空压力应逐渐稳定在80kPa以上。保持射流箱内满水和低温，确保真空压力。经常进行预压参数（包括空隙压力、深层沉降量及水平位移等）和真空压力观测。膜下真空度每隔4h观测一次。表面沉降第一个月两天观测一次，以后每周一次。自抽真空开始就必须进行连续不断地值班，全天24h现场有人值守，中间不能停抽，做好原始观测和详细的记录。真空预压过程中，加固区外的土层是向着加固区移动的，如果引起地表裂缝，可能向下延伸影响膜下真空度，应拌制一定稠度的粘土浆倒灌到裂缝中，堵塞裂缝达到密封的效果。对抽真空场地周围的民房和各种建筑物要加强监测，防止拉裂。

3.3.4真空联合堆载（形成超载）

①待真空度达到设计要求后，及时填筑路堤，使真空与堆载联合作用，形成超载。抽真空完成后应严密监控路基水平位移和空隙水压力的变化，防止路堤失稳。

②在路堤的逐层填筑施工时，填筑第一层填土时要十分小心，密封膜和膜上的保护层不能弄破。第一层填粘土，压实后厚度30cm左右；铺完碾压仔细检查确认不漏气后，一面抽气，一面正常填筑路基。

③抽真空与堆载形成联合作用，当膜下真空度稳定在80kPa、填土厚度超过4m或真空卸除后，沉降速度控制在竖向位移<10mm／d，水平位移5mm／d。当连续4昼夜实测地面沉降小于2mm／d，或地基固结度已达到设计要求85％时，经监理验收，即可终止预压、停泵、卸载。卸载24h后测量地表回弹。真空预压施工设计流程图：

结束语

采用真空联合堆载法处理场地软基，能够同时发挥真空预压和堆载预压各自的优势，可提高加荷速率、缩短工期、增大加固深度，使地基沉降在施工期内得以基本完成，从而有效减少地基工后沉降。

参考文献

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