公路工程真空联合堆载预压技术的应用

1.姜红宇 2.张海波

1、410721197602022513 2、410782198501010051

公路工程真空联合堆载预压技术的应用

1.姜红宇 2.张海波

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随着我国科学技术的不断进步，真空联合堆载预压技术在公路工程软基处理中得到了大量地应用。作为软基施工的重要技术，其施工技术水平的高低将直接影响到工程施工的整体质量。本文主要对真空联合堆载预压法加固机理、作用、施工工艺及质量控制进行了分析与探究。

公路工程；真空联合堆载预压技术

一、真空联合堆载预压法加固机理

真空联合堆载预压法就是在大气压力每平方10吨的情况下，堆载预压施工中，借助大气的压力，将两者之间的功能性进行最大限度的发挥，进而起到土体固结收缩速度加快的作用。用薄膜对需要加固的软基进行密封及大气隔离，并在射流泵的帮助下将其真空抽出，真空预压加固过程具体来讲也就是在不断抽出地下水气的同时，真空度不断向加固土体内传递、扩散并在加固土体内形成一定真空负压和负压梯度的过程。

二、公路工程施工中真空联合堆载法的作用

1、提高加固效果

作为一种新型软基处理技术，真空联合堆载预压法是真空预压和堆载预压技术的综合，其具有这两种预压技术的特点及效果，主要应用于具有较大荷载及承载力要求的公路工程中，在工程效果加固中，其主要具有三个特点。

（1）固结速度。真空预压阶段，通过滤管、砂垫层及垂直排水通道真空度向上体内部逐渐传递，在压差作用下土体孔隙水向外不断排出，进而起到土体排水固结的作用。在真空预压的前提下进行真空堆载和联合预压施工，这种情况下将不断提升土体孔隙水的压力；砂垫层及垂直排水通道在真空预压的影响下将处于负压状态，此时将大大增加地基孔隙水的压差，并加快了土体内水的排出速度及固结速度，提高加固效果。

（2）加固深度。孔隙水压力深度的变化对加固深度起到决定性作用。选用真空联合堆载预压法进行软基加固，造成孔隙水压力改变的主要因素就是真空度。据相关数据显示，真空度沿深度的衰减与堆载时总应力沿深度的衰减程度相比较低。基于此，与一般堆载预压相比，真空联合堆载预压法的加固深度要多出许多。

（3）强度增加。软基处理中选用真空联合堆载预压法进行加固施工时，当真空度达80kPa时，真空荷载与4米到5米高度的填上荷载一致，在预压施工中真空联合堆载预压法具有较高的等效超载高度，又在快速固结及较高影响深度的作用下，极大地增强了其强度。

2、增强地基稳定性

在真空预压的前提下真空联合堆载预压法必须进行堆荷外载的施加。在真空作用下将出现负压状态，促使土体出现向内收缩变形的情况，进而将因堆载引起的向外挤出变形进行有效抵消。由此可见，将真空抽出出现负压对稳定路基十分有利。

三、真空联合堆载预压法的施工工艺

1、将排水通道先设置在软土地基上，遵循相应施工要求将砂垫层铺设在其上部，随后进行打袋装砂井作业，其长度控制在淤泥层打穿为止，通常情况下间距要定为1.5米以内。

2、监测仪器埋设。严格按照施工现场实际路基情况，在试验段进行两个监测断面的设置，并进行空隙水压力仪、测斜仪、表面沉降板和真空度测定仪等仪器的埋设，对软基加固施工前后应力、应变变化情况进行监测。

3、场地清理及排水管安装。将砂垫层表面杂物清理干净，将密封膜加铺到其上面避免表面损坏情况的出现。随后进行真空排水管道的安装。在砂垫层顶部利用软管将主管和滤管连接起来，使其呈现出鱼骨状，并在软基内埋入滤管。

4、将真空管路接入主管内，通过密封膜与射流泵进行有效连接，600平方米到800平方米的加固区内由一台射流泵进行控制。管道连接过程中，必须确保其连接的稳固性及密封性。

5、铺设管道施工结束后，要进行密封膜铺设作业。应选用具有良好抗老化、高韧性及较强抗穿刺性、密封性等密封膜，现阶段主要选用聚氯乙稀薄膜作为其密封膜，这种膜的厚度主要在0.14毫米到0.16毫米之间。随后在加固区周围进行密封沟的开挖，其深度控制在1.5米以上，并穿过淤泥层50厘米以上。在沟内密封膜必须进行锚固翻转作业，回填时要选用粘性土进行施工，以此有效增强其密实度，同时进行围堰构筑注水密封。

6、密封膜铺设完成后，就要进行真空抽取作业，这个过程中要对漏气情况进行随时检查，通常在地基、边沟、薄膜及接头等位置出现漏气情况。一般情况下，膜内真空度要超过70kPa，必须在密封膜铺设后7到10天的时间，这个过程结束后，需进行2到3天的稳定，之后在进行堆载施工。堆载施工前，应将一层防避免填土料将密封膜顶破的无纺布等织物加铺在密封膜上，只有这样才能提高施工的质量。

四、真空预压质量控制

1、真空度测试。真空预压正常阶段就是密封膜下面真空度超过80kpa并稳定在这个范围的情况下，如真空堆载预压正常阶段3个月后，连续5、6天加固区中心点沉降率的平均值都在2mm/d以下时，就能进行停机卸荷作业，并进行必要的验收作业。

2、空隙水压力测试。定时进行多次测试，一般情况下平均1天要进行2到3次的测量，进而对土体内空隙水压力在抽填过程中的变化进行充分了解。

3、表面沉降观测。表面沉降观测要在袋装砂井施工过程中级真空预压后进行，以此对沉降速度、沉降总量等进行充分了解。

4、观测侧向位移。在真空预压的作用下，促使路基中心有负压区的出现，也就是说将围压施加在了土体上，这种情况下侧向位移的位移趋势主要是向路基中心逐渐移动。在填土施工中，侧向位移可能向路基外移动，但此时其具有较小的位移量，并不会对路基的安全性造成极大的危害。

五、结束语

综上所述，在公路工程建设中，每个施工阶段都存在着必然的联系，如其中一个阶段出现问题，都会对工程的整体质量造成极大的损失。真空联合堆载预压技术作为公路工程软基施工的重要技术，其施工技术水平的高低将直接影响到公路工程的整体质量，为防止任何安全事故出现在施工中，相关部门及施工企业必须重视真空联合堆载预压施工，根据施工现场的具体情况及当地自然条件、地质等条件，提高其技术水平，规范施工工序，只有这样才能确保公路工程的整体质量。

［1］朱建才；真空联合堆载预压加固软基机理及工艺研究［D］；浙江大学；2014年

［2］赵常洲；高速公路软基真空—堆载联合预压加固机理及其数值模拟［D］；中国地质大学（北京）；2008年