市政道路软土地基处理中真空联合堆载预压施工技术的应用

覃志尚

（南宁交通投资集团有限责任公司　广西南宁　530021）

引言

软土地基是市政道路施工中的常见问题，若未对软基进行有效处理，将产生较大的工后沉降，使市政道路结构破坏，严重影响正常使用。现在可用于软基处理的技术方法有很多，尤其是联合技术的应用，如真空联合堆载预压技术等，保证了软基处理效果。

1　研究市政道路软土地基处理中真空联合堆载预压施工技术应用的现实意义

真空预压法可有效处理软基，具有成本低、周期短、效果显著等特点，在目前很多工程领域都得到广泛应用。近年来，相关学者针对这一软基处理方法进行了大量研究，内容集中于下列几个方面：①研制性能优异的排水体，很多学者都对竖向排水体受真空预压作用后的排水性能进行了分析研究，并成功研制出诸多新型排水体及配套技术措施；②对密封技术的研究，出现了一系列新型密封技术，如竖向排水体抽真空与垂直铺塑密封等，增大了该软基处理法实际应用范围，并使加固效果得以改善；③和其它加固方法联合使用，其中最典型和常用的就是真空与堆载预压的联合[1]。

真空与堆载预压的联合是将真空预压作为发展基础的。施工中首先要在软基表面设置水平方向的排水垫层，再设置垂直方向的排水体，利用封闭膜隔绝空气，并采用适宜的密封技术，由水平方向排水垫层中的管道进行抽气，使膜下整个区域变为真空，进而产生内外气压差，最后促使地基在这种作用下不断排水固结。在正式抽气后，保持一段时间，然后在抽真空的同时进行堆载。地基固结完成后，无论是土体真空压力，还是填筑后产生的附加应力，都将成为有效应力，使地基整体承载力得以大幅提高。

真空与堆载预压的联合运用两种不同的荷载一同发挥作用，加速地基土排水，逐渐降低孔隙水实际压力，提高有效应力，使地基土在较短的时间内完成固结，这两种不同的荷载可以形成叠加作用。另外，抽真空与堆载产生的超静孔隙水压力能产生一定的抵消，避免地基土在堆载过程中产生较大超静水压力，进而使其在施工中保持稳定。

2　市政道路软土地基处理中真空联合堆载预压施工技术的质量控制要点

2.1　排水系统

排水板之间的距离误差不得超出5cm，深度误差不得超出50cm，垂直度偏差不得超出1.5%。为达到理想的预压与密封效果，排水板实际打设深度应控制在透水层以上，如果排水板和细砂层之间产生连通，则细砂层中的水将被抽出，影响真空度。排水板应达到指定深度，若未能达到，则排水板下部土体将无法得到有效固结，使软层整体固结度有所降低，在工后产生较大的沉降。排水板与滤管应和砂垫层相连，砂垫层首选中粗砂，其渗透系数不得低于1.0×10-2cm/s。在现场对主管和滤管进行连接，并使用土工布包裹滤管，因地基沉降可能造成一定影响，所以滤管连接与接头处应使用胶带纸包裹，同时预留好变形量[2]。

2.2　密封系统

密封膜现场铺设与密封技术措施是真空与堆载预压相联合施工的关键所在。其中，密封膜主要在工厂进行加工，以热合成型为主，所有技术指标都要达到施工要求。在现场进行密封膜的铺设时，需要分成两层，铺设好以后需仔细检查，不能存在破裂口。在铺设过程中，不可将密封膜拉的过紧，各边都要比设计尺寸多出4m左右。由其中一边开始铺设，二层一道按照顺序同时从近到远铺设。对于真空预压，密封沟直接决定其成败，施工中必须严格掌握以下两个环节：①密封膜周围密封部位和土体的接触应有足够的长度；②密封膜周围密封部位需要借助压力进入土内，同时向密封沟填土，并压实。一般膜厚近0.14mm左右，在铺设中必须注意防止被刺破，并与膜上及膜下都采用合理有效的保护措施[3]。

2.3　抽真空

初期对真空加压速率进行严格控制，使砂垫层进入真空状态。初始压力为20kPa，之后依次增大，伴随膜下空气不断排出，土层开始排水，固结度开始增加。在抽真空的同时，要对密封膜与密封沟进行仔细检查，当发现漏气时，应立即进行修补，以免对真空效果产生影响，需要现场施工人员引起高度重视。

2.4　环境影响

因加固区地基土将产生一定程度的变形，使边界水位明显降低，区域内土体产生变形，出现附加沉降或向加固区方向发生位移，若施工影响区范围内位移与沉降较大，则可能对既有建筑安全造成影响。对此建议采用挖土防护措施，即开挖建筑和加固区之间土体，使其断开，同时对建筑作必要的抗变形处理。

3　市政道路软土地基处理中真空联合堆载预压施工技术的应用实例分析

3.1　填筑路基超载预压土

密封膜铺设完毕且抽气达到稳定后开始堆载，为避免密封膜损坏，应在堆载前先铺无纺土工布，再铺厚度为50cm的素土，最后进行堆载，本工程采用开山石为堆载材料，堆载厚度按2.5m控制。堆载分层建筑，每层的高度不得超过1m。真空预压周期在180d左右，固结度需要达到75%，在预压完成以后进行卸载[4]。

3.2　真空预压施工工艺及措施

（1）对待处理范围内的原地面进行清理。当有池塘与水坑时，应填筑素土。在密封沟一定范围内做好填筑与压实，避免漏气。在平整场地的过程中，应做到中间比四周略高，设置1～2%的坡度。

（2）采用中粗砂进行砂垫层铺设，含泥量不得超出3%，且渗透系数要达到0.01cm/s以上。此外，要注意清理可能刺破密封膜的杂物。

（3）按梅花形进行排水板水平布置，其中心间距按1.2m控制，通过静压打设，深度确定为18m，对其顶端进行弯放后埋在砂垫层当中[5]。

（4）主管与滤管均为PVC管，承压水平不得低于400kPa。主管、滤管的管径分别为82mm和55mm，打设8mm小孔后用土工布包裹，并绑扎结实。主管、滤管的间隔距离分别为15m和5.5m。所有真空管都要埋设在砂垫层内，上覆厚度应达到10cm以上。

（5）每1000m2布置一台真空泵，密封膜下的真空压力要达到80kPa以上，并保持稳定。

（6）施工所用土工布的密度应达到250g/m2以上，对其铺设后进行缝接，两边搭接宽度不能小于50mm，在加固区的边缘留好宽度，确保能够进入密封沟，以此起到良好保护作用。

（7）采用人工进行密封膜铺设施工，其抗拉强度应达到每5cm100N以上，撕裂强度应达到18N以上，渗透系数不能超过1.0×10-10cm/s。

（8）开挖密封沟，挖深为1.5m，将膜埋在沟内，填筑黏土压实，避免漏气。

（9）以上施工完成后进行抽真空，当10d内沉降速率低于2mm/d时结束。

3.3　塑料排水板处理软基施工

在场地整平、土工布铺设、垫层施工完成后，设置塑料排水板，其设置间距按1m控制，呈正方形，设置深度在18m左右。如果淤泥质土层下部土层的渗透系数相对较大，则不可穿过淤泥质土层。为达到理想的密封效果，密封沟深度不能小于1.5m[6]。

4　结束语

综上所述，真空与堆载预压相联合的方式能达到理想的软基处理效果，是单一处理方法无可比拟的，具有多项技术优势，有利于保证地基稳定性，且经济合理，能缩短地基处理和进入稳定状态的时间，值得大范围推广应用。