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1、 真空堆载预压加固软基法在高速公路的实践应用 摘要：根据某高速公路实际工程，笔者首先介绍了真空堆载预压法的施工工艺流程，并详细介绍了关键施工工艺的质量控制措施。实践证明，该路段软基处理情况良好，工程取得了良好是社会和经济效益。关键词：真空堆载预压法、软基、砂垫层、塑料排水板、密封膜1工程概况某高速公路互通D匝道DK0+312DK0+500段路基软土深厚，采用真空堆载联合预压地基处，处理宽度约20m。地层分布情况如下：素填土，杂色，主要由块石、碎石、砂等组成，厚0.6m左右。粘土，灰黄色，可塑硬塑状态，厚2.0m左右。淤泥，青灰色，饱和，流塑状，含水量69.0%，孔隙比eo=1.993，压缩模量
2、Es=1.40MPa，夹少量贝壳，厚22.4m左右，为主要压缩层。卵石、砾石，灰灰黄色，稍密中密状，粘性土含量小于20%，厚度为3m，埋深在24.427.6，为天然的排水层，塑料排水板应避免进入此层。淤泥质粘土，深灰色，饱和，软塑，局部为粘土，厚度为5米。2真空堆载预压法工艺流程真空堆载预压法施工工艺比成熟的堆载预压法要复杂，其工艺流程为：(1)先铺设50cm厚砂垫层；并打设塑料排水板；(2)在砂垫层中埋设滤管；(3)回填10cm厚细砂垫层；(4)在加固区边缘挖沟；(5)铺设复合土工布和密封膜、填沟、安装并联接抽气管道和射流泵；(6)检验土工膜密封情况；(7)土工膜上铺设1520cm厚细砂层，
3、以保护密封膜；(8)开始抽气，密切注意膜下真空度的变化，发现漏气，及时处理，当膜下真空度达到设计值后，连续抽气15天左右，同时进行上部堆载填筑。3关键工序施工质量控制3.1砂垫层的铺设3.1.1垫层材料垫层材料应采用透水性好的砂料(中粗砂)，采用50cm以上厚的砂砾垫层，并在其上铺设10cm细砂。砂砾垫层渗透系数大于10-2cm/s，干密度应大于1.59/cm3，含泥量不大于3%。3.1.2垫层尺寸垫层厚度为50cm，平面尺寸为加固区周围向外各延伸1m，以保证渗出的水能够沿砂垫层排出。砂料不足时，可用砂沟代替砂垫层；砂沟的宽度为23倍砂井直径，一般深度为4060cm。3.1.3水平排水垫层施工
4、施工时避免对软土表层的过大扰动，以免造成砂和淤泥混合，影响垫层的排水效果。铺设砂垫层前，应清除干净砂井顶面的淤泥或其他杂物，以利于砂井排水；由于地表较软弱，运输车辆宜用轻型车辆，且尽量减少对地基的扰动；最好将砂堆于处理地段以外，然后用小型运输工具运入施工地段；摊铺做到均匀、平整，形成双向横坡；同时注意避免泥土、杂物混入砂层；压实应用静压式压路机进行，不得振碾。3.2垂向塑料排水板施工3.2.1塑料排水板施工工艺塑料排水板的打设工艺顺序包括：(1)将塑料带通过导管从管靴穿出；将塑料带与桩尖连接贴紧管靴并对准桩位；(2)静压沉入导管达设计深度；(3)拔管，塑料排水板与软土粘接锚固留在软基内；(4)
5、在砂垫层中预留30cm，剪断塑料排水板；(5)将塑料排水板与桩尖再连接，移位重新打设。3.2.2塑料排水板施工注意事项1）施工前对照地质资料，在布置排水孔的场地范围内作必要的触探(探孔)检查，以尽量避免施打排水孔时碰到地下障碍物。(探孔深度不要超过设计孔深60cm)。2）排水板在装运和储存期间，要包上厚保护层，在施工现场存放要注意防晒及泥浆、灰尘污染或其它物体的碰撞破坏。3）排水孔的施打过程要采用定载振动压入的方法，一直打到设计要求的深度，不允许重锤夯击。4）施打从护坡道向路中心推进，每排可打设7根，打完一排再向前移动门架，直至处理长度方向讫点。然后横移门架，返回施打下一幅。3.3真空预压施工
6、工艺3.3.1主、滤管及其布置主管和滤管的管材可以是自来水管或PVC管，目前使用较多的为后者，PVC材料在水中不会锈蚀，重量轻，价格便宜，容易清洗，可重复使用，外包无纺布后不会粘连。主、滤管的平面布置一般采用条形或鱼刺形排列，本工程中的主、滤管布置形式为双排鱼刺形。各管之间的连接采用橡胶软管软连接，以适应场地的不均匀沉降。滤水管布置最好能形成回路，滤水管埋设在水平排水砂垫层的中部，其上有0.150.20m砂覆盖层，防止滤水管上尖利物体刺破密封膜。3.3.2密封膜的铺设密封是真空预压工程成功的关键。密封膜应具备重量轻、强度大、韧性好、抗老化、耐腐蚀等特性。工程可选用聚氯乙烯薄膜，其各项性能指标如
7、表1所示。表1密封膜各项性能指标3.3.3抽真空设备的施工抽真空设备主要包括出膜装置和真空射流泵。抽真空设备的好坏直接决定真空预压的成败和效果，通常采用射流真空泵，因其真空度高、设备轻便、易于操作。空抽时必须达到95kPa以上的真空吸力，本工程达到98kPa。采用功率为8.0kw的射流泵，每台加固面积控制在8000m2。3.3.4抽气阶段施工要求与质量要求(1)保持射流箱内满水和低温，射流装置空载情况下均应超过90kPa；(2)经常检查各项计录，发现异常现象，如膜内真空度值小于80kPa等，应尽快分析原因并才取措施补救；(3)铺膜前应用砂料把砂井空填充密实，密封膜破裂后，可用砂料把井孔填充密实
8、至砂垫层顶面，然后分层把密封膜粘牢，以防止砂井孔处下沉密封膜破裂；(4)抽气阶段质量要求达到膜内真空大于80kPa。卸载的标准:满足下列条件之一的，可停止抽气(卸载真空负压荷载)。1）连续5d，实测沉降速率不大于0.5mm/d；2）满足工程对沉降、承载力、有效压力强度的要求；3）地基固结度要求大于80%以上。3.5路堤碾压和填筑由于试验段穿越平原稻田区，土源较缺，因此只能开采路线附近的山地作为填料。路堤的压实视材料及粒径而确定，最大粒径不大于12cm。在摊铺过程中注意粒度的均匀性，避免集中出现粗块区和细块区，影响路基的密度和强度。路堤填筑压实的具体做法是，对于最大粒径不超过4cm或大于4cm的
9、含量不超过30%的碎石土，其压实度采用重型击实试验法求得的最大干密度的压实度，填方路基路槽底面以下080cm95%，80150cm范围内93%，150cm以下90%。对于粒径大于4cm的含量在30%以上的碎石土，采用固体体积率控制压实密度，填方路基080cm范围内填料的固体体积率83%，80cm以下80%。在真空预压加固膜下真空度达80kPa以上的条件下持续15d，可开始填筑路基。第一层土必须经过严格筛选，不能有坚硬砾石，以防戳破真空膜，填土厚度0.5m，土层上部机械行走应尽量保持直进直退，严禁做大角度拐弯。从填第2层开始，采用“薄层轮加法”施工，第2层厚度为0.3m，填土速率控制在10cm/
10、d左右。若在雨季施工，可在砂垫层顶面以上2m厚度内路堤采用填砂，边坡采用包边土。在路堤填筑时，相邻填方作业若非同时填筑，则先填地段按1：1坡度分层留好台阶；若同时填筑，则应分层相互交迭衔接，搭接长度须2m。真空预压期，侧向位移指向路基中心，孔压持续下降，不存在失稳问题，对沉降不做严格限制；填土后，为了控制好路基填土速率，了解和验证地基加固程度和处理效果，设置主监控断面和副监控断面。观测稳定标准可按中心沉降2cm/d、侧向位移0.5cm/d、孔压系数(B=du/dp)0.6来控制。4结束语抽真空仅3d，膜下平均真空度己达80kPa左右，抽真空总历时达120d，膜下平均真空度均保持在85kPa以上，外加0.51.0m的覆水，即真空加覆水荷重平均达90KPa。抽真空结束后，排干膜上覆水，铺设土工布和褥垫层、过渡层，并开始正常的路基填筑。填筑历时近135d，实际填高达6.lm(设计填高为4.7m，填筑速率为每月1m)。观测结果显示，真空一堆载联合预压法的加固效果是很显著的，在真空-堆载联合预压期间，观测断面中心及边缘处的沉降分别为142.0cm、98.1cm、103.3cm，均达到了设计要求。工程取得了良好的社会经济效益。
