真空预压法在市政工程软土地基处理中的应用杜浩松

真空预压法在市政工程软土地基处理中的应用杜浩松

杜浩松

杜浩松

天津市大地海陆岩土工程技术开发有限公司天津市300380

摘要：结合某软土地基处理工程实例,对真空预压法在市政工程中软土地基处理的施工工艺和质量控制进行了阐述和分析,指出在真空预压法处理软土地基的施工过程中需特别注意竖向排水体的打设、水平垫层的铺设等关键工艺的操作;在真空预压法的施工过程中,建立科学的监测方法是控制施工质量的有效途径。

关键词：真空预压法；市政工程软土地基；应用

真空预压是一种相对成熟的施工工艺，被广泛应用于岩土工程软土地基施工中。软土地基空隙较大、含水率高、压缩性强、承载能力较低，通过应用真空预压施工技术，不仅施工方式便捷，而且还能够提升地基承载力水平。因此，对真空预压法在市政工程软土地基施工中的应用方式进行了详细探究。

1.真空预压法概述

在市政工程施工中，如果出现软土地基，则需要采取有效的加固处理。在真空预压施工技术的应用中，需要在地基内铺设砂井或者塑料排水板，然后在其上铺设砂垫层，最后铺设密封薄膜，通过吸水管道，可采用真空设备抽气，将膜内空气排出，在薄膜内外，可产生气压差，进而促进土体中水分的排出，对土体起到固结效果，同时还能够避免地基出现不均匀沉降问题。在软土地基处理中，真空预压施工所采用的设备简单，而且不需要堆载和卸载，对比其他的处理方法，真空预压法有几个优势：①真空预压压力可以一次性施加，极大的缩短了处理工期；②预压经济成本较低，且节约了加载成本；③对环境的污染较小；④无需大型设备，工艺简单，便于大面积施工；⑤质量比较容易控制，处理效果好。

2.软土的特性

软土是在静水或相对较慢的流速水环境中形成的，有时还伴有生物和化学沉积。软土的颗粒主要由粘土颗粒和粉粒组成，软土中粘土颗粒含量几乎为50%，也就是说，超过一半粒径土壤颗粒小于0.005mm。软土中也含有较多的矿物成分，其中包括原生矿物和次生矿物。长石、石英、方解石和云母是主要的原生矿物，其含量很少，这些矿物成分对软土的性质影响很小。次生矿物是软土中有较高含量的矿物元素，如伊利石、蒙脱石、高岭石和其他亲水粘土矿物，它们决定了软土的性质。软土的颗粒大小或成分组成并不是形成软土性质的所有原因，同时微观结构的组成对软土的性质影响也很大。它可以从电子显微镜的观察得知，粘土矿物通常现有片、板、管状形式。软土的结构是由单粒子和不同大小的团粒按照不同的排列方式组成。因此，土颗粒的比表面积很大，导致孔隙里充满水，由于黏土矿物具有亲水性，在双电层的结构离子交换的作用下，絮状结构和细胞状结构也易形成在沉积的环境下，软土结构逐渐形成。

3.工程概况

在某市政工程施工中，首先对施工场地地质条件和水文条件进行勘察，本次软基处理总面积4945.7平方米，地基含水量比较大，综合考虑施工技术条件以及地基施工要求，选用成熟可靠、应用广泛、经验丰富的真空预压工艺。

4.真空预压法的施工工艺

4.1竖向排水体施工

在该市政工程地基中需要打设竖向排水体，而真空度则可以通过竖向排水体向土体中进行传递，因此，竖向排水体的施工质量会在很大程度上影响真空预压施工效果。在竖向排水体施工中，常用的结构形式有塑料排水板、普通砂井以及袋装砂井。在本工程施工中，综合考虑施工条件，选用袋装砂井结构形式。在成孔施工中，振动沉管技术，在具体的施工过程中，首先需要带活瓣管尖或套有混凝土端靴的套管沉到预定深度，然后将袋装砂井放入管内，拔出套管后，即可形成砂井，为了保证施工的顺利进行，要求拔管后带上砂袋的长度控制在0.50m以内。另外，在灌入砂袋时，应该尽量选用干砂，并注意保证灌砂的密实度。砂袋长度应较砂井孔长度长50cm，保证将其放入井孔后，能够露出地面，便于埋入排水砂垫层中。在袋装砂井施工过程中，要求钢管内径应该略大于砂井直径，这样才能够尽量避免对地基土造成不良影响。

4.2水平滤管布设

水平滤管可以分为主管和支管两种，而管道材料有钢管和PVC管两种，在本工程施工中，选用PVC管道。在滤水管的平面布置方面，常用形式有条形、鱼刺形等。为了确保真空负压能够快速、准确地传递至施工现场的各个部位，应该综合考虑施工场地的大小、形状等，合理布设滤水管排列形式，这样即使个别泵停机检修，也不会对真空度造成不良影响。

5.真空预压法在市政工程软土地基处理中的具体应用

5.1铺设密封膜

密封膜进场后，严格进行见证取样送检，经具有检测资质的检测部门检验合格后给予使用。在密封膜铺设时，应该尽量选择没有风或者风力比较小的天气，同时均匀铺设密封膜，各处膜的松紧大致均匀，避免拉的过紧造成膜破裂，在铺设完成后，还需要在密封膜的四周位置采用压边条压住。为了保证密封效果。验收过程检查密封膜是否有漏气情况，发现漏气位置采用聚乙烯胶水进行粘接。检查泥浆搅拌墙密封膜人工踩膜深度，踩膜需超过1m，确保真空密封性能。检查出膜口密封性能，出膜口位做好包扎、粘接，并用黏土覆盖、压实。根据现场实际情况，为了保证密封膜的密封效果，对相应位置增铺无纺土工布。

5.2真空泵安装及试抽真空

严格把控设备验收工作，真空泵额定功率、水箱、闸阀、止回阀其规格参数、按设计要求进行验收。真空表均应有出厂合格证，且在使用前经检定后才允许使用。真空射流泵额定功率不小于7.5kW，同时还应该保证能够形成96kPa以上的真空压力。督导落实、执行已审批的《真空预压专项施工方案》开展安装工作。在真空泵安装过程中，各个设备的连接顺序为电机、水泵、水箱、闸阀、止回阀、出膜口，在各个设备的连接位置，需要采用橡胶垫，提升密封性能。在真空泵安装过程中，还应该注意将进水口和出膜口控制在同一平后面内，这样有利于膜下水的排出，在最大程度上发挥出真空泵的应用效果。在真空泵系统安装安城后，即可对其进行调试，当真空射流泵上真空度能够达到96kPa后，即可试抽。在真空过程中，为了避免对周边土体造成破坏，应该注意严格控制开泵速率，如果膜下真空度已经达到40kPa，则需要注意检查漏洞，发现后及时修补。试抽真空期间，严谨进行真空度巡视、记录工作。发现跳闸、真空度异常、真空膜破损如实做好记录，并通知施工方做好维护工作。在本工程施工中，根据施工现场检查验收，当膜下真空度达到85kPa时，即可开始恒载计时。

5.3密封沟的开挖和回填

采用人工挖掘与机械开挖的方式，在开挖施工中，如果开挖至淤泥层，则应该在铺设密封膜后，密封沟用挖出的淤泥质粘土回填，同时还需要采用挖掘机前斗进行夯实处理。在本工程施工中，要求一边开挖、一边埋膜，并一边回填，同时，埋好膜后在沟内覆水，这样才能够达到良好的密封效果。

结语

综上所述，本文主要结合工程实例，对真空预压施工技术在市政工程软土地基处理中的应用方式进行了详细探究。真空预压施工速度比较快，不需要对地基堆载材料，在加荷过程中，也不会对地基结构稳定性造成不良影响。在具体的施工过程中，应该注意加强排水体、滤管、土工布、密封膜施工管控，对整个施工过程进行监测管理，合理选择最佳施工时间，并加强预压施工控制，这样才能够提升真空预压施工质量，促进软土地基稳定性的提升。

参考文献

[1]王成保，苌宽，张玉国.真空预压软土地基加固理论和技术研究现状[J].山西建筑，2016，42（1）：74~75.

[2]张宝祥.超软土地基真空预压施工探讨[J].天津建设科技，2017，27（2）：24~25.