公路工程真空预压法处理软基施工

公路工程真空预压法处理软基施工

高峰

陕西信兴铁路人力资源管理有限公司，陕西 西安710000                                                                                       中铁第一勘察设计院集团有限公司交通与市政工程设计研究院，陕西 西安710000

【摘要】公路工程施工过程中经常遇到软土路基施工，为了提高软土地基施工的稳定性，提高工程施工效率，当前常采用真空预压法进行施工，能够加速软土地基的固结速度，提高施工质量。基于此，本文首先对真空预压法进行了概述，其次分析了真空预压法在软基处理中的应用以及施工工艺，希望能够为今后的公路软基施工提供参考。

【关键词】公路工程；真空预压；软基施工

引言

真空预压法主要采用抽取空气的方法，由此内外的压力差，从而抽取软基中的水分，达到施工排水的效果。常见的应用真空预压法的土壤主要有淤泥质土、素填土以及吹填土，而且应用效果较好。此外，工程实际施工表明，采用真空预压法针对粉煤灰效果也相对明显，由此可见，在公路工程软基施工中应用真空预压法能够显著提高工程施工质量。希望通过本文的介绍，能够进一步加深人们对软基施工中真空预压法的认识，从而更好地推动未来公路工程的发展。

1.真空预压法概述

公路工程施工中常见的软土主要指的是处于软塑性后者流塑状态下的粘土，特点是含水率较大，强度低，可变形较大。在软土地基上进行工程施工，如果不采取任何措施，将会引起路基沉降以及滑坡等灾害，需要采取一定的加固措施，或者通过施工工艺，尽可能提高软土地基的强度，减少软土地基的蠕变性。在处理软土地基施工工艺中，真空预压法较为常见，本文重点介绍该方法在软基处理中的应用。

2公路真空预压法软基处理技术的应用

2.1真空预压加固原理

(1)真空预压技术的工作原理主要是通过真空泵设备抽取软基土中的水和气体，确保其在工作环境下形成真空，然后在上方施加荷载。通过真空和荷载的双重作用，增加软基土体的承压能力，减少土体内部的孔隙压力，最后在压力差的影响下，使得水体形成不稳定的渗流，从而通过排水板排出，再通过抽水设备抽出。

(2)经过长时间的真空预压，软土地基的孔压会进一步降低，而有效应力会进一步增加，在真空工作环境下，有效应力随着孔隙压力的减小会越来越大，从而进一步提高加固效果。但是，在实际工程应用中，由于在真空环境下要将软基内部孔隙水全部排出，真空环境中产生的有效张力会越来越大，该方法并不适合所有软土地基，主要针对淤泥以及复超静水压力粘土施工。

3真空预压法施工工艺

3.1竖向排水体的施工工艺

真空预压法的主要施工流程：先平整地面并安装砂垫层→进行初步勘察并埋设监控设备→架设垂直排水体→密封墙施工→铺设水平过滤管并安装真空泵→铺设土工布和膜→钻孔填封沟→连接吸管和真空泵→监测吸力和软床→施工期间稳定吸力→效果检查→去除真空负荷。

3.1竖向排水施工技术

竖向排水的常见形式有袋装砂井、普通砂井和塑料排水板。由于真空度是通过埋设在地基中的竖向排水系统传递到地面的，竖向排水系统的设计技术直接关系到结构的真空预应力效果。在实际工程应用中，袋装砂井是常见形式。钻进方法为振动沉降法，用阀片或混凝土棒将套管下入规定深度，将配制好的袋砂很好地放入管内，取出套管成型。另外，通过倒入干沙来硬化沙袋中的沙子，砂带的长度应比沙坑的长度略长50厘米，以便插入砂坑后能露出地面并埋在排水沙枕中。施工袋装砂坑时，所用钢管内径应略大于砂坑直径，但不能太大，以减少施工过程中对底土的扰动。

3.2水平滤管的布设方法

水平滤管一般分为主管和支管，材质有PVC管和钢管。常见的滤管平面布置主要有多种形式，比如常见的条形和鱼刺形，该种滤管能够在真空负压状态下较为均匀的传递至场地的各个部位，并结合场地的大小和现状，结合具体施工条件选择合适的主管连接，这样能够起到一个备用的效果，不影响后面的真空施工。

3.3水平排水施工

垫层材料一般应选用透水性好的砂、级配好的中粗砂，含泥量不超过3%。设计时应注意以下几点。①垫层和厚度符合设计要求，厚度误差为±h/10，实际施工中主要考虑垫层设计厚度。每100平方米挖掘一次进行检查。在此施工中，双层土工布和塑料薄膜铺设在水平填充层上，因此填充厚度仅为30厘米。②与竖向排水管的连接必须良好，不得有污垢阻碍或干扰连接。在这种结构中，砂料具有一定的筛分。③尽量不要扰乱自然基地。④不要将泥土或其他小物混入垫层内，以免滤管堵塞。⑤真空预压垫层，面层厚度4cm不得有棱角硬物。

3.4塑料土工布、膜的铺设方法

真空预压施工的密封膜结构一般密封性较好，有一定的韧性，此外，还具有较强的穿透性，主要技术指标以及设计参数包括：厚度，抗拉强度，伸长率（纵向）。土工布必须是重量在300克/m2以上的无纺土工布。首先放置一层土工布，然后放置两层密封箔，以确保整个预应力过程的密封性。铺设每一层后，检查是否有破漏，并用胶带确保最大程度的密封性。

3.5挖填防渗沟槽

密封沟通常采用人工和机械挖掘相结合的方式建造。开挖深度超过1.5米，宽度超过1.0米。用粉质粘土填满，用挖掘机的前铲往下推。施工过程中进行开挖、填埋和回填，同时在填膜后对沟槽进行覆水，以增加防水效果。

4.真空预压法施工的质量控制

按照真空预压法加固软道路基加固的特点、施工工艺和现场情况，需对施工质量做好严格控制。监测段位于采用真空预应力法修复地基的区域。现场基本有以下几个监测点：地表沉降、真空度、水平位移、土压力等。

保证真空预应力加工软基板工艺成功的一个关键因素是真空度与设计要求相匹配且稳定。真空传输受孔洞（如沙坑）强度的影响，因此真空的大小随地基深度的增加而减小。真空预应力部分观察部分在真空施工中比较稳定，地面沉降也比较理想。吸气机前期沉降速度比较快，之后沉降速度变慢，但沉降仍在进行中。采用真空预压法处理深层软土时，主要固结沉降率趋于收敛，二次固结沉降不容忽视，尤其是对后期沉降要求高的软基。真空强化软基特点明显，处理段水平向内偏移。水平位移随着深度的增加急剧减小，这是由于沙坑等的阻力。真空度在表面附近最大，随着深度的增加而降低。与超载预应力相比，真空预应力具有明显的优势。预应力段的水平位移向内，真空预应力的这一优势对于保证地基的稳定非常有用。

另一方面，由于真空预应力加固区域会出现地下裂缝，因此必须对周围既有建筑物采取适当的防护措施。在抽吸阶段，抽吸开始后土压力值（达到设计值）有一个明显的峰值，土压力值随时间逐渐增加，然后趋于稳定。真空阶段产生的超静孔隙压力为负值。随着抽真空时间的不断增加，间隙压力值逐渐减小并趋于稳定。另一方面，这种变化趋势在砂坑转移过程中并不明显，特别是在没有安装塑料排水板的土壤和钻孔质量差的土壤中。这也凸显了在施工过程中保证真空偏压质量的重要性。

5.结语

综上所述，在软基施工中应用真空预压法能够提高工程施工质量，而且能够帮助施工单位更好地提高施工效率，在应用过程中也不用使用更多的材料，在整个真空预压过程中也没有其他影响周围环境的因素出现，满足当前公路工程施工要求。正如本文所述，在进行真空预压法施工时，要做好质量控制措施，避免引起灰尘等污染周围环境的情况出现，保证公路工程的正常使用功能。

参考文献

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