某公路工程软基治理真空联合堆载固结技术分析

匡雪兵

（湖南省益阳公路桥梁建设有限责任公司，湖南 益阳 413000）

公路工程施工质量和后期抗病害性能，易受到地基刚度、沉降、稳定性、含水率等多种因素的影响，且由于公路地基沉降、整体稳定性等，会有周围建筑物地基沉降、变形等相互影响，因此在建设过程中需要对路基整体稳定性、工后沉降等施工控制参数提出更高的要求。深厚软土地基由于孔隙率高、压实作业难度大、工后沉降控制难度大等特点，一直是公路建设中的重难点。基于此，文章结合某公路工程深厚软土地基处理施工实践，对工程中采用的真空联合堆载固结展开研究，分析和论证了该深厚软土地基处理工艺流程和处治效果，对后期同类工况下路基处理施工具有较强指导作用。

1 工程概况

某城市与某高速的连接线项目，该标段全线9.56 km，双向四车道，均为深厚软土地基，施工场地地下软土地基分布广泛，为节约工程成本，提高路基稳定性，增强地基承载力，拟采用真空联合堆载固结法展开软基治理。

2 真空联合堆载固结法加固软基机理

2.1 真空预压法工程中常用的软基处理工艺，通过设置砂垫层、竖向排水井等，在地基土层、土体间形成气压差，使土体中的水分渗流向竖井，以有效减少土体含水量，降低土体空隙水压，达到土体压实固结，降低工后沉降的效果。

2.2 堆载预压主要通过堆载，向地基土体施加压力，引起空隙水压变化，起到排水压实的效果。

2.3 上述两软基处理工艺原理相同，合理联合使用，将极大的提高软基处理效率，增强软基加固处理效果，缩短施工工期，减少工后沉降。

3 真空联合堆载固结施工工艺

3.1 真空联合堆载固结工艺流程

真空联合堆载固结施工工艺及施工过程检测流程图见图1。

图1 施工工艺及施工过程检测流程图

3.2 真空联合堆载固结加荷计划

真空联合堆载固结加荷计划见表1。

表1 真空联合堆载固结荷载施加步骤

3.3 真空联合堆载固结填筑速率控制参数

3.3.1 为避免堆载施工引起土体失稳，应严格控制堆载填筑速率，确保加载均匀递增。

3.3.2 堆载填筑施工期间，上述监测指标参数，应严格控制在标准参数值以内；若某个或多个监测参数超出标准值，应立即停止施工，密切监测相关参数，直到参数值稳定在标准值以内，方可继续施工。

3.3.3 结合以往施工经验和本次试验段施工实践，竖向沉降速率控制值在30mm/d以内时，均能较好的保证路基稳定性，鉴于此，拟定以30mm/d作为控制标准，后期施工期间再通过实际施工效果予以验证。

4 堆载填土施工技术

4.1 为保证堆载填土层摊铺施工质量，施工前应准确测定填土层实际含水率，确保实际测定值与最佳含水率控制值偏差小于±2%。

4.2 为保证压实度检测效果，应根据标段长度，合理确定检测断面，单断面均匀设置2处观测点，示意图如图2；同时，应做好含水率指标监测和记录。

图2 堆载填土层压实度检测断面示意图

4.3 路基填筑松铺厚度，控制在300mm左右，以最佳含水量为控制值，适当调整。

4.4 压实施工采用山推R22M振动压，压实施工方法和次数依次为：静压1遍、小频率振动2遍、高频率振动4遍，收面压实1遍；压实遍数应不低于9遍，压实度达到技术和规范要求，且指标监测数据基本稳定方可；压实遍数与压实度关系曲线如图3。

图3 压路机碾压遍数与压实度之间的关系图

5 真空联合堆载固结法效果

5.1 为论证真空联合堆载固结工艺效果，以路段中具有代表性的GK1+600、GK2+800断面为检测断面，按照下述方法对断面软土地基处理效果进行检测：5.1.1 采用剪切试验，确定地基抗剪强度，试验仪器为十字板剪力仪；5.1.2 十字板剪力仪拟设置在监测断面中间位置附近，与取土孔间距4-5m；5.1.3 为更加准确的掌握不同深度的软基处治效果，钻孔取样间距设置为2m；5.1.4 剪切试验频次宜设置为1m/次，同时应伴随灵敏度试验。

5.2 分析上述两检测断面试验数据发现：5.2.1 经真空联合堆载固结处治后的软基，排水固结效果优良，路基土体抗剪强度、含水率、孔隙比、直剪粘聚力等指标均满足设计和相关规范要求；5.2.2 十字板试验数据显示，GK1+600断面处，抗剪强度增长2.5 倍；GK2+800断面增长4.4 倍；5.2.3 土体含水率显著降低，GK1+600断面处降幅约28%；GK2+800断面处降幅约为30%；5.2.4 土体孔隙比显著降低，GK1+600断面降低27%；GK2+800断面降低28%；5.2.5 GK1+600断面处土体直剪粘聚力增长79%；GK2+800断面处增长38%。

6 结论

本文结合某公路软基处治施工实践，探讨了真空联合堆载固结法工艺流程，总结了该工艺技术要点，论证了该方法处治效果，结论如下：

6.1 经真空联合堆载固结处治后的软基，排水固结效果优良，路基土体抗剪强度显著增加，路基土体含水率、孔隙比显著降低，土体直剪粘聚力显著增加，所有路用性能指标均达到设计和相关规范要求。

6.2 结合以往和本次施工实践经验，竖向沉降速率控制值在30mm/d以内时，均能较好的保证路基稳定性，表明真空联合堆载固结法在保证深厚软基处理效果的同时，可有效提升软基堆载填筑施工效率，缩短施工工期。

6.3 施工期间发现，该方法在对施工场地软基处治过程中，会扰动周围土层，进而引起周围基础设施损坏，因此在实际施工中应根据施工场地工况、周围环境等，充分研究该处治方案可行性；同时发现该技术方案成本稍高于传统堆载预压法，后续同类工程可结合工程工期、施工工况、周围环境、技术要求等情况合理采用。