真空預(yù)壓法在公路加固軟土地基施工中的應(yīng)用

謝長新

(鄭州市公路工程公司，河南 鄭州450000)

1 公路軟土路基的危害

在公路路基施工中，軟土路基為一種較難的路基狀況，其特征的鑒別對公路路基的鑒定產(chǎn)生極為重要的意義。為了找出施工路段軟土分布特征，應(yīng)對工程地基進行鉆探，運用原狀土樣，開展室內(nèi)土工試驗為主，靜力觸探和十字板剪切試驗相結(jié)合的原位測試，以此將軟土的物理力學(xué)參數(shù)特征得到有效對比，然后結(jié)合路基軟土層特征選擇合理的處理方法。通常情況下，軟土是指較大天然含水量、低承載力、高壓縮性的一種軟塑狀態(tài)的粘性土，其一般沉積于靜水或緩慢的流水環(huán)境中，通過生物和化學(xué)作用產(chǎn)生。軟土路基問題及危害主要包括以下兩方面內(nèi)容。

1)強度及穩(wěn)定的問題。若軟土路基的抗剪強度無法對路基及路面外荷載進行承受時，軟土路基則會有局部或整體剪切破壞產(chǎn)生，引發(fā)路堤塌方、橋臺破壞及失穩(wěn)等問題。

2)沉降變形問題。在上部荷載和外部荷載作用下，軟土路基有較大沉降變形產(chǎn)生時，會對道路的正常使用造成影響，特別是有較大不均勻沉降產(chǎn)生時，會造成路面有開裂破壞的現(xiàn)象，結(jié)構(gòu)物與路堤銜接處差異沉降，引發(fā)橋頭跳車、道路凹陷以及拉寬沉降縫并漏水現(xiàn)象，最終出現(xiàn)路面損壞現(xiàn)象。

2 真空預(yù)壓法的加固原理

真空預(yù)壓法和堆載預(yù)壓法兩者都屬于排水固結(jié)法，先在軟基對塑料排水板或袋裝砂漿進行打設(shè)，使其作為豎向排水體進行使用，并在軟基上對砂墊層進行鋪設(shè)，作為水平向排水體，通過真空壓力或堆載，有不平衡的水壓力產(chǎn)生，在這種不平衡力的作用下，孔隙水通過豎向排水體逐漸排出，使土體達到固結(jié)變形的效果。在堆載預(yù)壓時，由于荷載作用，地基土會有附加應(yīng)力產(chǎn)生，孔隙水壓力對其進行承擔，而有效應(yīng)力不會有變化產(chǎn)生。隨著時間的發(fā)展，空壓會被逐漸消散，并完全向有效應(yīng)力轉(zhuǎn)變，提高了土體強度。而真空預(yù)壓法是在總應(yīng)力不變的情況下，運用真空使邊界孔隙水壓力降低。

3 真空預(yù)壓法的影響因素

1)場地條件造成的影響。真空預(yù)壓法在加固滲透系數(shù)低的軟土地基中適用，若地基土存在較高滲透系數(shù)時，通常加固效果則不太顯著。在土質(zhì)相同的作用下，加固面積越大，形狀會越與正方形接近，壓實效果更好。

2)地下水含量造成的影響。持續(xù)開展抽氣抽水會導(dǎo)致地下水位出現(xiàn)下降，引發(fā)土層固結(jié)問題。運用真空井點法對地下水位進行降低時，由于大氣壓產(chǎn)生的影響，極限水位高度大約為10 m，由于存在較低的實際使用效率，通常只能在6 m 以內(nèi)。

3)豎向排水體影響加固效果。在真空預(yù)壓法加固軟土地基中，豎向排水體發(fā)揮著加快土體固結(jié)效果的作用，對負孔壓滲流場的分布造成直接影響，所以，應(yīng)對排水體的間距、材料類型、深度以及打設(shè)工藝等因素進行嚴格控制，使加固的效果得到有效保障。

4 真空預(yù)壓法的施工工藝

1)豎向排水體的施工工藝。在地基里面打設(shè)的豎向排水體將真空度向下及向土體內(nèi)進行傳遞，所以，豎向排水體的施工工藝對真空預(yù)壓施工的效果造成直接影響。常用的豎向排水體的形式主要包括:袋裝砂漿、普通砂井以及塑料排水板。例如袋裝砂井的施工。運用振動沉管法進行成孔處理，即向預(yù)定深度對帶活瓣尖或套有混凝土端靴的套管進行沉入，然后在管內(nèi)將做好的袋裝砂井放入，拔出套管，使其構(gòu)成砂井。

2)布設(shè)水平濾管施工。水平濾管有主、支管的差別，運用鋼管和PVC 管2 種材料。平面布置濾水管的形式相對較多，例如魚刺形、條形等。為了確保真空負壓向場地各個部位進行快速且均勻地傳遞，應(yīng)與場地大小和形狀相結(jié)合，因地制宜地排列設(shè)計濾水管，并對幾道主管進行增設(shè)，即便對個別泵需要停機檢修，也不會對真空度造成影響。

3)鋪設(shè)塑料土工布、膜。在真空預(yù)壓施工中，運用的密封膜應(yīng)為良好韌性、密封性、抗老化性以及較強抗刺穿能力的專用密封膜。與加固場地面積相比，加工好的密封膜面積應(yīng)相對較大，通常要求兩邊超過加固區(qū)相應(yīng)變的4～5 m。要求運用超過300 g/m2的無紡?fù)凉げ甲鳛橥凉げ疾牧?。為了使整個預(yù)壓過程中的密封性得到保障，在施工過程中，應(yīng)先對1 層土工布進行鋪設(shè)，然后再在其上方進行2 層密封膜的鋪設(shè)，在每層鋪設(shè)完成后，都應(yīng)對破漏處進行檢查并粘補，使最佳的密實性得到保障。在加固區(qū)四周，分別對土工布和密封膜進行2～3 m和4～5 m 的超寬余量的留設(shè)。

4)控制真空預(yù)壓法的施工要點:①在軟土地基上對真空預(yù)壓法進行施工時，應(yīng)對豎向排水體的搭設(shè)、鋪設(shè)水平、墊層及布設(shè)水平濾管、塑料土工布、膜的鋪設(shè)以及設(shè)置密封溝等進行注意。②在真空預(yù)壓施工過程中，應(yīng)建立科學(xué)的監(jiān)測方法，使加載周期得到有效控制，預(yù)壓及施工的最佳時間得到確定，這是真空預(yù)壓法施工質(zhì)量能得到有效控制的主要方法。③真空預(yù)壓法對軟土地基進行處理時，水平位移是向內(nèi)的，這一方面對軟基處理的整體穩(wěn)定產(chǎn)生有利作用;另一方面也會導(dǎo)致周圍地表面出現(xiàn)開裂現(xiàn)象，對已建的建筑物和構(gòu)筑物造成影響，運用一定的措施實施防護。

5 結(jié)語

運用真空預(yù)壓法對公路軟土地基進行加固時，能夠?qū)⒄婵疹A(yù)壓和堆載預(yù)壓的各自優(yōu)勢得到充分發(fā)揮，使加荷速率提升，縮短工期，使加固深度得到有效增大，基本完成了地基沉降，從而使地基工后沉降得到有效降低。

［1］ 陳珉. 真空預(yù)壓現(xiàn)場施工要點探討［J］. 科技風，2011(12).