真空预压法在公路加固软土地基施工中的应用

谢长新

(郑州市公路工程公司，河南 郑州450000)

1 公路软土路基的危害

在公路路基施工中，软土路基为一种较难的路基状况，其特征的鉴别对公路路基的鉴定产生极为重要的意义。为了找出施工路段软土分布特征，应对工程地基进行钻探，运用原状土样，开展室内土工试验为主，静力触探和十字板剪切试验相结合的原位测试，以此将软土的物理力学参数特征得到有效对比，然后结合路基软土层特征选择合理的处理方法。通常情况下，软土是指较大天然含水量、低承载力、高压缩性的一种软塑状态的粘性土，其一般沉积于静水或缓慢的流水环境中，通过生物和化学作用产生。软土路基问题及危害主要包括以下两方面内容。

1)强度及稳定的问题。若软土路基的抗剪强度无法对路基及路面外荷载进行承受时，软土路基则会有局部或整体剪切破坏产生，引发路堤塌方、桥台破坏及失稳等问题。

2)沉降变形问题。在上部荷载和外部荷载作用下，软土路基有较大沉降变形产生时，会对道路的正常使用造成影响，特别是有较大不均匀沉降产生时，会造成路面有开裂破坏的现象，结构物与路堤衔接处差异沉降，引发桥头跳车、道路凹陷以及拉宽沉降缝并漏水现象，最终出现路面损坏现象。

2 真空预压法的加固原理

真空预压法和堆载预压法两者都属于排水固结法，先在软基对塑料排水板或袋装砂浆进行打设，使其作为竖向排水体进行使用，并在软基上对砂垫层进行铺设，作为水平向排水体，通过真空压力或堆载，有不平衡的水压力产生，在这种不平衡力的作用下，孔隙水通过竖向排水体逐渐排出，使土体达到固结变形的效果。在堆载预压时，由于荷载作用，地基土会有附加应力产生，孔隙水压力对其进行承担，而有效应力不会有变化产生。随着时间的发展，空压会被逐渐消散，并完全向有效应力转变，提高了土体强度。而真空预压法是在总应力不变的情况下，运用真空使边界孔隙水压力降低。

3 真空预压法的影响因素

1)场地条件造成的影响。真空预压法在加固渗透系数低的软土地基中适用，若地基土存在较高渗透系数时，通常加固效果则不太显著。在土质相同的作用下，加固面积越大，形状会越与正方形接近，压实效果更好。

2)地下水含量造成的影响。持续开展抽气抽水会导致地下水位出现下降，引发土层固结问题。运用真空井点法对地下水位进行降低时，由于大气压产生的影响，极限水位高度大约为10 m，由于存在较低的实际使用效率，通常只能在6 m 以内。

3)竖向排水体影响加固效果。在真空预压法加固软土地基中，竖向排水体发挥着加快土体固结效果的作用，对负孔压渗流场的分布造成直接影响，所以，应对排水体的间距、材料类型、深度以及打设工艺等因素进行严格控制，使加固的效果得到有效保障。

4 真空预压法的施工工艺

1)竖向排水体的施工工艺。在地基里面打设的竖向排水体将真空度向下及向土体内进行传递，所以，竖向排水体的施工工艺对真空预压施工的效果造成直接影响。常用的竖向排水体的形式主要包括:袋装砂浆、普通砂井以及塑料排水板。例如袋装砂井的施工。运用振动沉管法进行成孔处理，即向预定深度对带活瓣尖或套有混凝土端靴的套管进行沉入，然后在管内将做好的袋装砂井放入，拔出套管，使其构成砂井。

2)布设水平滤管施工。水平滤管有主、支管的差别，运用钢管和PVC 管2 种材料。平面布置滤水管的形式相对较多，例如鱼刺形、条形等。为了确保真空负压向场地各个部位进行快速且均匀地传递，应与场地大小和形状相结合，因地制宜地排列设计滤水管，并对几道主管进行增设，即便对个别泵需要停机检修，也不会对真空度造成影响。

3)铺设塑料土工布、膜。在真空预压施工中，运用的密封膜应为良好韧性、密封性、抗老化性以及较强抗刺穿能力的专用密封膜。与加固场地面积相比，加工好的密封膜面积应相对较大，通常要求两边超过加固区相应变的4～5 m。要求运用超过300 g/m2的无纺土工布作为土工布材料。为了使整个预压过程中的密封性得到保障，在施工过程中，应先对1 层土工布进行铺设，然后再在其上方进行2 层密封膜的铺设，在每层铺设完成后，都应对破漏处进行检查并粘补，使最佳的密实性得到保障。在加固区四周，分别对土工布和密封膜进行2～3 m和4～5 m 的超宽余量的留设。

4)控制真空预压法的施工要点:①在软土地基上对真空预压法进行施工时，应对竖向排水体的搭设、铺设水平、垫层及布设水平滤管、塑料土工布、膜的铺设以及设置密封沟等进行注意。②在真空预压施工过程中，应建立科学的监测方法，使加载周期得到有效控制，预压及施工的最佳时间得到确定，这是真空预压法施工质量能得到有效控制的主要方法。③真空预压法对软土地基进行处理时，水平位移是向内的，这一方面对软基处理的整体稳定产生有利作用;另一方面也会导致周围地表面出现开裂现象，对已建的建筑物和构筑物造成影响，运用一定的措施实施防护。

5 结语

运用真空预压法对公路软土地基进行加固时，能够将真空预压和堆载预压的各自优势得到充分发挥，使加荷速率提升，缩短工期，使加固深度得到有效增大，基本完成了地基沉降，从而使地基工后沉降得到有效降低。

［1］ 陈珉. 真空预压现场施工要点探讨［J］. 科技风，2011(12).