城市规划论文真空联合堆载预压在路基处理中的应用

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发布时间：2013-11-05 16:38:13  更新时间：2013-11-05 16:49:12

　　摘要：本文笔者结合实际工程，详细阐述真空联合堆载预压在路基处理中的施工技术、工艺，常规事故处理及质量控制措施。

　　关键词：真空联合堆载预压,施工技术,工艺,常规事故处理,质量控制

　　引言

　　真空联合堆载预压法是在真空预压法基础上发展而来的，是真空预压和堆载预压两种方法的有效组合；它既解决了填土速度问题，又解决了荷载极限问题，具有真空预压和堆载预压的双重效果。

　　1工程概述

　　本项目表层主要为新填筑土，层厚变化较大，土层自重固结尚未完成。沿线的主要为海陆交互相沉积层软土，印淤泥及淤泥质粘土，其淤泥埋藏较浅、厚度较大。由于该软土工程性质差，易引起路面、路基沉降变形，应进行地基处理。经比选最终确定拟建道路软基处理主要方案为真空联合堆载预压法。

　　2真空联合堆载预压施工技术

　　2.1施工准备

　　本项目真空联合堆载预压处理路基宽包括道路红线范围及管廊范围。堆载高度为2.0m。其中砂垫层以上1.5m厚土选用路基填筑土，其余可用普通土。真空联合堆载预压期不小于3个月。

　　道路沿线横向每间隔约20m布置一根150软式透水管于中粗砂反滤层中、要求伸出中粗砂反滤层1m、中粗砂反滤层含泥量≥5％，砂料的渗透系数≥5x10m-3／s，干密度不小于15KN／m3。

　　路基宽度大于50m的路段，在堆土宽度中心线设置φ500mm的砂井，砂井深度在砂垫层底面下1m，在砂井中预埋φ60mmPVC管，PVC管在砂垫层顶面以上50cm范围内必须打滤眼，滤眼直径8mm，间距4cm。滤管上应用克重≥300g/m2的无纺土工布包裹，砂井设置间距50m。

　　施工步骤如下：地质调查à现场定位à铺设下层砂垫层à打设塑料排水板à软式透水管施工à铺设上层砂à铺设土工格栅à埋设观测仪器à分级堆载à观测à卸荷à检测。

　　2.2施工过程控制

　　2.2.1主滤管及其布置

　　(1)埋于砂垫层中的管道分主管和滤管两种，管材为PVC管，主管直径为90mm，滤管直径为60mm，滤眼直径8mm，间距4cm。滤管上应用克重≥300g／m2的无纺土工布包裹。

　　(2)当主管和滤管需连接时，可用三通、四通式加以连接，同时注意要密封。滤管与滤管、主管之间多采用软接头，布置形式能保证整个加固区内真空度均匀一致。

　　(3)铺设时，将滤管的末端用木塞或PVC圆板封死，然后再套上预先缝制好的反滤布套（一定要把滤管上的孔洞盖住）再把滤布套两端捆扎牢靠。布设时滤管间距为6m，安装结束后，将整个主滤管埋入砂垫层中，出膜装置的开口部分暂时用布包好，以防砂土进入管内。

　　2.2.2主管的出膜装置安装

　　安装时在主管的出口部位连接一个带有法兰盘的弯曲钢管，放置密封橡胶垫圈，再将膜外的垫圈和膜外法兰盘置于膜上，用螺栓拧紧，形成主管出膜装置，再通过钢丝螺纹橡胶软管，将抽真空装置与膜下的管路系统联系起来，形成抽气系统。为了防止由于地质突变等不利条件发生，可预留若干个备用出膜接口，以备加泵使用。

　　2.2.3抽真空装置安装

　　抽真空装置选用真空射流泵（7.5kW)，抽真空能力≥95KPa，按照施工图进行安装，每800m2～1000m2布置一套，每区准备至少4套备用真空泵。真空泵进水口和出膜口保持同一平面，以保证真空泵能发挥到最大功效。

　　2.2.4密封膜铺设

　　(1)铺膜前应先捡除砂垫层表面的尖棱小石子、贝壳等杂物，用人工细平垫层表面，待埋设完真空表测头及其它观测仪器后，先在加固区内铺设一层土工布，然后再铺密封膜。铺设时，膜不宜拉得太紧，铺设依顺序由近及远进行铺设。

　　(2)膜在埋入密封沟时，注意不要被石头或草、树根等戳破，保证其完整性。

　　(3)密封膜采用2层聚氯乙稀薄膜，在密封膜上铺设30cm粘土层后再开始抽真空施工。

　　2.2.5密封沟开挖

　　(1)挖沟时注意土层中的植物根系和动物孔洞，若发现有孔洞，则沟的深度相应挖深一些，深度要穿过透气、透水层。

　　(2)沟挖好后将膜放入沟中，应注意将膜贴于沟的内壁，并将膜放至沟底，然后分层回填，特别要注意在真空度测头和孔压测头导线引出的地方，既要密封好，又不能将导线弄断或弄破。

　　2.2.6设置沉降板

　　为了掌握抽真空期间，加固区内土体的沉降变化规律，按规范要求，在相距50～100m的断面上布置1～3个沉降观测点。沉降板底座用土工布包裹好，防止弄破密封膜，安置好后建立初始值。

　　2.2.7抽真空及真空维持

　　上述工作完成后，可开始抽真空，检验密封情况。真空预压的抽气设备宜用射流真空泵，空抽是必须达到90kpa以上的真空吸力。膜下真空度应稳定在80kpa以上。抽气开始的前几天，每隔2h测读一次，以便能准确地测出真空压力的上升过程和有利于检查密封情况。当真空压力达设计要求之后，每4-6h测读一次且做好记录，并绘制膜下真空度的时间过程线。

　　2.2.8第二层土工布、砂垫层施工

　　当膜下真空度稳定后达到不小于80kpa并维持10天后，为保证真空膜不破裂，先在其上铺设一层土工布，铺筑要求平整、无撕裂，土工布铺设结束后，再铺设砂垫层，并按要求找平。砂垫层应分层填筑压实，厚度宜为10cm～20cm,砂垫层顶面应做成4%的路拱。施工时垫层横向应延伸出坡角外1m,坡脚处应采用干砌片石防护，以免砂料流失。

　　2.2.9土工格册铺设

　　土工格栅在软基处理后铺设，一般设于砂垫层顶部，当有多层格栅时，各层间距为50cm。摊铺时应拉直平顺，不得出现扭曲、折皱、重叠。

　　土工格栅受力方向搭接≥30cm，非受力方向搭按接≥10cm，按正三角形布置用U型钉固定间距为3.0m。铺设土工格栅应在路堤每边各留足够的锚固长度。

　　2.3常规事故处理

　　常规事故是指真空度无法达到80kPa，或已达到后降下来却很难恢复的情况，通常有以下原因：

　　(1)密封膜损坏：在抽气过程中会发出鸣叫声，寻声音找到漏气处进行补救。如密封膜面有许多细微孔眼，可在密封膜上覆盖一层淤泥浆进行密封。

　　(2)射流泵功效不足：检查水泵叶轮是否有杂物堵塞，射流腔及喷嘴有无损坏。

　　(3)出膜口漏气，采用塑料薄膜重新包扎，并用粘土覆盖。

　　(4)覆盖水膜后发现密封膜破坏：在漏洞处铺设一块较大塑料薄膜并用淤泥密封后加压砂袋。

　　2.4质量控制

　　(1)排水体质量控制

　　应按照设计要求购买性能合格的排水体；排水体施工时，打设间距、深度、垂直度应满足设计要求，高出砂垫层的排水体应剪断或弯于砂垫层中。

　　(2)砂垫层施工质量控制

　　砂料的纯净度、粒径、级配应满足设计要求；砂垫层铺设时，厚度要符合设计要求，采用机械铺设时注意不要将已打设好的排水体折断，确保排水系统畅通。

　　(3)水平分布滤管施工质量控制

　　a)材料要求：分布滤管材料用PVC塑料管，主管采用Φ90mm，主管壁厚2.6mm，支滤管采用Φ60mm，支滤管壁厚2.3mm，滤管外包土工布滤膜，其渗透系数要与排水垫层的渗透系数相当。

　　b)滤管的埋设：滤水管长度和间距要满足设计要求，滤水管埋在砂垫层中部，砂垫层很厚时，滤管埋设深度>20cm。排水管网连接要牢固，滤水孔要通畅。

　　(4)密封膜施工质量控制

　　a)密封膜材料要求使用密封性好，抗老化能力强，韧性好，抗穿透能力强的专用土工膜；密封膜铺设时，按先后顺序铺设，铺好后，及时粘补膜面破损部位，确保膜面密封性能。

　　b)密封沟开挖必须符合盖膜闭气要求，密封沟深度要在1.5m以上并将膜边垂直插入软土中，密封沟内必须用粘土回填，并在沟内覆水，以确保膜周边的密封。

　　(5)施工期观测质量控制

　　a)把好仪器的选型、调试关，使投入使用的仪器质量性能良好，测试准确，资料可靠。认真做好观测、记录、整理、计算和绘制图表等工作，并对所有资料进行核对复查，确保资料的准确性。

　　b)挑选工作认真负责的技术人员负责仪器的安装、测试及资料的整理工作，以确保整个观测、试验项目满足有关技术要求。

　　结论

　　（1）真空联合堆载预压法有别于常规的堆载预压法，前者加固效果明显优于后者，可以有效缩短工期，加快工程进度。

　　（2）真空联合堆载预压法随着荷载的增加，位移量和位移速率增大，加载停止，位移量和位移速率显着减小。与堆载预压不同的是随着荷载的增加，水平位移不是向外位移，因为抽真空不仅使土体固结，且使土体产生向内收缩变形，这对路堤稳定非常有利。

　　（3）真空联合堆载预压法施工技术要求较高，加固效果与施工过程密切相关，在施工过程中要注意从每一个环节进行严格的控制管理，出现异常情况及时处理，方能达到理想效果。

　　参考文献：

　　[1]《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002)；

　　[2]《公路路基设计规范》(JTGD30-2004)；

　　[3]《真空预压加固软土地基技术规程》JTS147-2-2009；