路基施工中真空堆载联合预压施工技术

路基施工中真空堆载联合预压施工技术

陈金龙

浙江有色建设工程有限公司浙江绍兴312000

摘要：近年来，我国的交通行业发展迅速，公路工程建设越来越多，路基施工也越来越受到重视。真空堆载联合预压加固技术是一种常用的软土路基处理施工技术，具有稳定性高、施工速度快等优点，施工完成后可以有效降低路基沉降。本文对真空堆载联合预压施工技术以及材料特点进行了分析，然后对真空堆载联合预压施工技术进行了探讨。

关键词：路基施工；真空堆载；联合预压；施工

引言

国民经济发展的速度越来越快，人们的生活质量也在不断提高，机动车保有量逐年的攀升，在城市建设发展的过程中市政道路承担着更大的交通压力，对其施工质量也有了更高的要求。真空堆载联合预压法有效地结合了堆载预压法和真空预压法两种方式，通过在路基的表层铺设透水性能良好的砂垫层，并采用抽真空的方式抽离垫层中多余的空气，同时施加一定的压力，最终实现路基加固的目的。这种施工方法能够提高路基的强度和承载能力，降低了在市政道路使用过程中沉降问题的产生。在具体的施工过程中，需要严格按照相应的工艺和流程进行施工，保证其施工质量满足车辆通行的需求。

1真空堆载联合预压法原理

真空堆载联合预压法是指利用抽真空的方式，使土体内部形成一个局部的负压源，通过降低孔隙水压力等措施将土体中的孔隙水排出，以增加有效力，进而达到地基加固的目的。施工流程为：在原地基上打入塑料排水板作为竖向排水体系，并在地基表面所铺设的砂垫层中安装排水滤管，利用透密性较好的薄膜铺设在其上方，利用排水滤管将砂垫层中的空气抽出，以促使砂垫层和排水板之间形成负压源，土体孔隙水在孔压差的作用下会流入到排水板中，并通过排水滤管排出体外，待土体重新固结。

2工程概况

某公路工程为双向四车道，总长度为3.3km，所处路段淤泥质土较为严重。为有效处理软土地基问题，经分析决定选用真空联合堆载预压法进行施工处理，施工时可选用振动沉管、静压式插板机等打设排水板，且进行排水板深度自动记录仪的安装。本工程以“C”型板做排水板，以非再生料作为极芯材料。可按正方形设置排水板，1m为其间距，长度为18.5m~25m，3597.64m为总长度。在施工前，应做好施工现场地质勘查工作，勘查结果显示，海漫滩地貌，可通过人工方式回填施工。冲填砂土层为施工现场主要路段表层类型，块石回填的临时路则为少数路段类型。地面标高在-2.7m~3.5m，整体而言具有较为平坦的地势情况。各土层情况见表1。

表1土层状况表

3真空堆载联合预压法施工工艺分析

3.1场地整平

将施工现场的碎石、杂物等清理干净，表层土壤的厚度控制在30cm左右；场地清理完毕后，将砂垫层铺设在路基表层，一般情况下其厚度应控制在60cm左右，含泥量保持在5%以内。

3.2排水板施打

在进行塑料排水板施打操作时，施工人员需要避免导管发生倾斜或者预留长度不足引发的污染问题。在进行插板机座使用之前，需要借助相关的仪器来对其工作进行监测，并且需要确保导管的长度与处理深度相符合，也不能对插入板产生污染。导管上携带的泥土需要及时进行清理，并且将顶部预留段的导管埋设在砂砾层内，确保其整体性。

3.3砂垫层施工

在砂垫层施工时首先应选取符合施工要求的砂质材料，将其含泥量控制在3%以内，将垫层表面的杂物清理干净之后方可进行铺设，保证铺设的均匀性和厚度，进行砂垫层施工的主要目的是形成完整的真空压力传送体系以及排水系统，保证真空堆载联合施工能够顺利地进行。

3.4铺设滤管及安装真空设备

设置塑料排水板之后，即可进行重点断面监测仪器埋设，并由此进行监测。为保证施工质量，需再次做好场地清理工作并整平，保证其平整度满足设计要求。随后即可进行滤管铺设。一般主管无须打孔，而滤管需打孔，且保证打孔均匀，通常打孔施工可交错实施，且将土工布（200g/m2）包裹其外。选取钢丝橡胶管连接两根管，即主管与滤管，且做好绑扎工作，为避免路基沉降之后出现拉脱问题，应合理控制钢丝橡胶管的长度。一般在砂垫层中部埋设滤管，同时还需埋设全部仪器设备的出膜装置。在真空设备安装时，可采取射流式真空泵，7.5kW为其最小电机功率，根据施工实际情况，一般不宜选用柴油机等作为真空泵动力，同时，须将泵后真空压力控制在96kPa以上。要求在加固范围四周合理设置真空泵，避免布设集中化。

3.5铺设土工布和密封膜

在预压施工区的边缘外挖设密封沟，密封沟深度通常为1.2-1.5m，同时在此过程中开挖滤管沟槽预埋真空滤管以及检测仪器等设备；滤管沟底与砂垫层之间的厚度为0.3m，根据设计方案的要求确定滤管埋设的位置和间距，在埋设时保证管道连接的正确性；以密封沟开挖的深度为依据，确定密封膜的尺寸，在密封膜铺设的过程中为了避免材料断裂，拉紧的力度不宜过大，密封膜由上至下依次进行。

3.6开挖密封沟

在不透气土层以下位置控制密封沟深度，即在1.5m以上，并及时回填黏土，做好压实工作。随后进行密封膜铺设，并将一层无纺土工布+3层密封膜铺设到中粗砂顶面，此时需进行真空加载施工，并对地表沉降、水平位移与膜下真空压力等进行观测，当膜下持续10天以上真空压力满足80kPa需求，即可进行上层土工布铺设，并进行中粗砂垫层（50cm）铺筑，并对路堤进行分级填筑，直到满足设计路床顶面高程。

4真空堆载联合预压法加固效果分析

4.1真空度

根据真空堆载联合预压固软土地基的特点和施工工艺，将全过程分为三个阶段，即：真空预压阶段、真空堆载阶段、真空堆载联合预压阶段。

通过对三个阶段的表面沉降进行观测，掌握路基沉降的发生规律。通过图1中的数据可以看出，各个涂层的压缩量和真空度有着密切的联系，并且在真空堆载的条件下，会加速沉降速度，这能够有效的减少后期施工地表产生的沉降。

图1水平位移情况

4.2十字板试验检测结果

加固前，抗剪强度范围为5.73kPa~14.03kPa；加固后，该值不断增加，具体为40.13kPa~44.44kPa，由此可见，通过真空堆载联合预压法施工，可有效提升软土地基抗剪强度，1.92~6.22为平均增长倍数。

4.3水平位移

通过数据可以看出，地基沿着深度的不断增加呈现出侧向水平移动的现象，且地基土体受到荷载后会发生塑形变化，这也是控制地基稳定性的关键因素。在真空预压阶段，水平位移桩逐渐向着加固区进行移动，总的来讲其为先增大后收敛的状态；在真空堆载阶段，随着堆载的不断增加，加固去呈现出向外挤出的状态，而后又向内收敛状态；在真空堆载联合预压阶段，其呈现出先内向移动后稳定的状态。通过分析可知，土体的向内收缩位移能够有效的避免土体发生破坏现象，而采用真空预压技术能够有效的提高了路基的稳定性。

结语

综上所述，随着我国国民经济的不断提升，公路工程建设取得突飞猛进的发展，真空堆载联合预压法作为公路软基施工处理的主要方式，该施工工艺的应用，不仅能够提升路基的承载力，还能增强道路的安全性和稳定性，同时可有效延长公路使用寿命，从而受到人们的广泛重视。

参考文献：

[1]杨昌键，曾贤光，林碧晶.真空联合堆载预压法在加快软基预压沉降施工中的应用[J].公路交通技术，2002（s1）：22-24.

[2]王彪，黄群杰.真空联合堆载预压技术在公路路基加固施工中的应用[J].交通建设与管理月刊，2014（20）：60-61.

[3]韩伟华.高速公路软基加固工程中真空联合堆载预压技术的应用[J].交通建设与管理月刊，2015（8）：59-61.