真空联合堆载预压法在软基处理中的应用研究

吴智敏

摘 要：软基处理是建设工程中的一项重要工作，软基处理水平高低对整个建设工程的质量、安全起着极大影响，采取合适的处理方法，提高软基处理水平，是施工企业应当重视的内容。真空联合堆载预压法是软基处理一种常用方法，文章对其在软基处理中的应用展开研究，以期为同类工程提供一定参考。

关键词：真空联合堆载预压法；软基处理；应用

中图分类号：U416.1 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2016）08-0168-02

由于我国地质条件较为复杂，软土地基是经常遇到的问题，如果软基处理不当，其承载力、稳定性就难以满足工程要求，引发工程沉降、倾斜、坍塌等问题。真空联合堆载预压法可以有效缩短工期、提高沉降控制效果，对大面积软基处理尤为使用，加强对其在实际中应用的研究，有着重要意义。

1 真空联合堆载预压法概述

真空联合堆载预压法的基础是真空预压法和堆载预压法，其中，真空预压法的加固原理是利用真空泵，将薄膜下地基中的气体抽取出来，形成真空，在外荷载保持不变的条件下，使得地基中出现负压，从而降低孔隙水压力，提高有效应力；堆载预压法的加固机理则是在竖向排水板和砂垫层的基础上，通过在软基上堆载来增加总应力，在压力作用下使系统只能靠孔隙水排除，孔隙水压力就能够转换为土体有效应力，达到增强软基强度的效果。真空联合堆载预压法主要由固结排水系统、加压系统两大部分组成，其中，加压系统又包括载荷加压和真空加压，通过两种加压方式的共同作用，来缩短达到一定加压效果所需要的时间，在缩短工期的同时，避免堆载材料不足的弊端。

在真空联合堆载预压法应用中，其应用过程是先进行抽真空，使砂垫层形成负压，土体内部出现压力差，初步固结土体；同时，再在水平垫层上进行堆载，通过增加外部荷载，来升高土体孔隙水压力，而升高的孔隙水压力会在真空压力作用下排出消散，使得压力梯度增大，进一步压密土体，起到更好的固结效果。

2 真空联合堆载预压法在软基处理中的应用要点

以某软土地基为例，其表层为浮淤，属于滞洪区，需要处理的宽度是23 m，深度是18～21 m，软基处理面积较大；同时，由于工程对沉降控制要求相对较高，工期较紧，故需要采用真空联合堆载预压法来处理软基，具体应用要点有以下方面。

2.1 填筑工作面的要点

由于此软基表层是淤泥，容易造成施工机械的沉陷，所以，在处理软基前，需要先在软基表面填筑工作面，先铺设2层竹笆，然后铺设1层土工格栅，最后填筑中粗砂，填筑厚度需要使填筑面比水面高出0.5 m。

2.2 排水系统施工要点

排水系统有水平排水、竖向排水两部分，其中，水平排水的方法是铺设砂垫层，砂垫层使用的砂砾应当具有坚硬、密实以及透水性强等特点，含泥量应在5%以内，渗透系数需超过0.01 cm/s，厚度以50 cm为宜。

竖向排水是通过使用塑料排水板来完成的，能够起到使土体水从竖直方向排出的作用，排水板的深度需要根据软土层厚度来决定，就本工程来说，排水板深度以20 m为宜，排水板类型、间距需要综合土体渗透性、施工工期以及加固效果多方面因素来选择，采用三角形布置方式。

2.3 真空预压施工要点

真空预压主要是密封膜施工，其技术要求有：单位面积的重量要在120 g/m2以上；双向抗拉强度要超过13 kN/m，双向延伸率要小于30%；渗透系数要大于0.003 cm/s，膜下真空度应超过85 kPa。

在密封膜施工中，为保证施工质量，避免密封膜破裂或者漏气，需要采取的措施有：

首先，在施工前，先对密封沟、垫层进行检查，清除掉树枝、草根、石块等可能造成密封膜损坏的物体；

其次，密封膜的铺设长度需要考虑到地基沉降变形的影响，留足富余量，避免密封膜被拉裂；

第三，在密封膜铺设过程中，操作人员需要穿软底鞋或者光脚，并随铺随压，避免起风造成密封膜被卷走、撕裂；

第四，在密封膜铺设完成后，要通过试抽真空来检验铺设质量，检查是否有漏气现象，对于出现破裂的密封膜，需要通过薄膜粘贴修补。

2.4 堆载预压施工要点

堆载预压通常是在真空预压完成10～15 d之后进行的，此时的膜下真空度已经达到相应要求，且保持相对稳定，堆载预压的施工方法为：

首先，在密封膜上铺设宽幅聚酯长丝无纺针刺的土工布，起到保护密封膜的作用，土工布厚度应超过2.2 mm，撕破强力要在0.42 kN以上。

其次，在土工布上摊铺砂垫层，采取人工铺设的方法，砂垫层厚度为30 cm；然后再依次铺设土工格栅、碎石垫层，之后可以通过机械铺设的方法填筑厚1 m的细粒土，再按照正常路基填筑压实方法填筑，达到预压高度为止。

第三，在整个加载过程中，要严格控制加载速率，将竖向变形和水平位移分别控制在20 mm/d、4 mm/d以内。

2.5 卸载施工要点

在预压卸载施工中，需要先根据实际测量得到的沉降曲线，来计算地基土地的固结程度，在固结度超过85%、连续10 d地面沉降速率平均低于2 mm/d时，才可以将预压荷载卸除。

2.6 施工期观测要点

在整个施工周期以内，需要对预压相关参数指标进行持续观测，主要的观测的内容预压后土体参数变化情况，包括孔隙压力值、真空压力值、水平位移量、地面沉降值以及深层沉降值等。其中，真空压力观测频率以1次/2～4 h为宜；沉降观测要采取定时、定点专人观测的方式，在铺膜前，观测频率为1次/2 d，抽真空前10 d内，观测频率为1次/1 d，在堆载时观测频率为1次/2 d，且每层填筑都需要观测1次。

3 真空联合堆载预压法在软基处理中的应用效果

3.1 沉降与固结度结果

通过比较软基处理前后的沉降情况，可以计算出软基的固结度，进而判定真空联合堆载预压法对软基的加固效果。在某工程中，地表沉降量、固结度分别为1 595～1 730 mm、92.2%，加固效果十分显著， 残余沉降量值是135 mm，小于150 mm的标准，符合要求。

3.2 土质变化情况分析

在加固前后，分别对软土地基钻孔取样，通过室内分析，来确定软基土质情况，其具体土质参数，见表1，从中可知，经真空联合堆载预压处理后，软基的含水率、孔隙比等都显著降低，压缩模量、粘聚力以及内摩擦角显著增大，土质物理性质发生极大改变，加固效果十分明显。

4 结 语

综上所述，真空联合堆载预压法是一种十分有效的软基处理方法，不仅能够起到良好的加固软基效果，而且能够有极大缩短工期，有着较为突出的优势。因此，加强对真空联合堆载预压法的研究，将其正确运用于软基处理中，对提高工程建设质量、保证工程建设周期有着重要意义。

参考文献：

[1] 姚剑.真空联合堆载预压法在软基处理中的应用[J].北方交通，2015，（9）.