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      公路工程施工中真空聯(lián)合堆載預(yù)壓技術(shù)的應(yīng)用

      2017-03-10 22:03:23張明明
      中國科技縱橫 2017年1期
      關(guān)鍵詞:施工工藝公路工程

      張明明

      摘 要:近年來,隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速增長,公路建設(shè)行業(yè)也得到了突飛猛進(jìn)的發(fā)展,在公路建設(shè)中,軟土地基問題一直受到人們的關(guān)注。在公路工程軟基加固施工中,真空聯(lián)合堆載預(yù)壓技術(shù)作為主要的組成部分,具有施工速度快、操作簡單以及施工文明等特點,真空聯(lián)合堆載預(yù)壓技術(shù)的實施能夠快速排水凍結(jié)深厚軟土層地基,防止沉降現(xiàn)象在施工以后出現(xiàn),工程施工的整體質(zhì)量受施工技術(shù)水平高低的直接影響。本文主要圍繞真空聯(lián)合堆載預(yù)壓技術(shù)加固機(jī)理,重點分析了真空聯(lián)合堆載預(yù)壓技術(shù)的施工工藝及質(zhì)量控制,希望能夠給今后的公路工程施工提供技術(shù)參考。

      關(guān)鍵詞:公路工程;真空聯(lián)合堆載預(yù)壓技術(shù);施工工藝

      中圖分類號:U416.1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1671-2064(2017)01-0114-02

      近年來,隨著公路事業(yè)的快速發(fā)展,諸多問題也隨著出現(xiàn)。有些公路工程路面在使用期限內(nèi)出現(xiàn)一定的損壞?,F(xiàn)如今,各地的交通量都在不斷加大,車輛載荷也在日益加重,超負(fù)荷工作在公路工程中頻繁出現(xiàn),施工單位需要根據(jù)實際情況,通過切實有效的技術(shù)對其進(jìn)行處理,從而使公路工程的整體質(zhì)量得到有效提升,使公路上車輛行駛更加的安全和舒適。在公路工程軟基加固施工中,真空聯(lián)合堆載預(yù)壓技術(shù)作為重要施工技術(shù)得到了廣泛的推廣應(yīng)用,并使道路工程的整體質(zhì)量得到大幅提升,意義重大。

      1 真空聯(lián)合堆載預(yù)壓技術(shù)加固機(jī)理

      通過長期的實踐能夠看出,在公路軟基加固工程中,真空聯(lián)合堆載預(yù)壓技術(shù)的規(guī)范應(yīng)用具有良好的加固效果。通過應(yīng)用該技術(shù),不但能夠有效處理路堤填筑過程中存在的穩(wěn)定性問題,而且能夠使施工周期及工后沉降大大降低。真空聯(lián)合堆載預(yù)壓技術(shù)主要是用薄膜密封需要加固的軟基,從而使大氣得到隔離。與此同時需要將真空通過射流泵進(jìn)行抽離,將加固區(qū)內(nèi)的空氣與水通過加固體表面鋪設(shè)的管道和豎向排水體袋裝砂井進(jìn)行抽出,從而使真空狀態(tài)形成。這個時候地表砂墊層將會有負(fù)壓出現(xiàn),同時向深度方向繼續(xù)延伸,對附近土體進(jìn)行擴(kuò)散,從而使加固土體內(nèi)部。排水管道及砂墊層出現(xiàn)壓差。在壓差的作用下,土體孔隙水通過排水通道進(jìn)行不斷排除,從而使孔隙水壓力有效降低,達(dá)到壓密土體的作用,有效提升公路工程的整體施工質(zhì)量(圖1)。

      2 公路工程施工中真空聯(lián)合堆載預(yù)壓技術(shù)的作用

      (1)地基穩(wěn)定性得到增強(qiáng)。真空聯(lián)合堆載預(yù)壓技術(shù)需要在真空預(yù)壓的前提下進(jìn)行堆載荷外載的施加。負(fù)壓狀態(tài)將會在真空的作用下出現(xiàn),從而使向內(nèi)收縮變形的情況在土體中出現(xiàn),能夠有效抵擋因堆載引起的向外擠出變形情況。正因為這個原因,填土施工使地基的穩(wěn)定性得到有效增強(qiáng)。另外,向內(nèi)收縮變形的情況出現(xiàn)在地基中,也就是在路基兩邊施加反壓護(hù)道,這種情況的出現(xiàn)會有效增強(qiáng)抗滑力矩,通過上述能夠看出,在公路施工中將真空抽出形成負(fù)壓有利于路基穩(wěn)定。

      (2)加固效果得到提升。加固深度受孔隙水壓力深度變化的直接影響。在軟基加固中應(yīng)用真空聯(lián)合堆載預(yù)壓技術(shù),真空度是改變孔隙水壓力的主要因素。通過長期實踐能夠看出,真空度沿深度的衰減要低于堆載時總應(yīng)力沿深度的衰減程度。因此,相比于堆載預(yù)壓相比,真空聯(lián)合堆載預(yù)壓技術(shù)能夠多出許多的加固深度。真空聯(lián)合堆載預(yù)壓技術(shù)的快速固結(jié)效果也對路基的強(qiáng)度產(chǎn)生一定影響。

      3 真空聯(lián)合堆載預(yù)壓技術(shù)的施工工藝

      在公路施工過程中,各個施工階段都有著密切的聯(lián)系,一旦某一階段有問題出現(xiàn),就會影響施工的整體質(zhì)量,甚至造成嚴(yán)重?fù)p失。真空聯(lián)合堆載預(yù)壓技術(shù)在公路施工中應(yīng)用時,為了避免出現(xiàn)安全事故,施工單位需要對真空聯(lián)合堆載預(yù)壓施工加強(qiáng)重視,根據(jù)施工區(qū)域的地質(zhì)條件和自然條件,對其技術(shù)水平不斷提高,對施工工序有效規(guī)范,從而提高公路施工質(zhì)量。

      (1)首先要在軟土地基上設(shè)置排水通道,按照相關(guān)施工要求在其上部鋪設(shè)砂墊層,隨后實施打袋裝砂井作業(yè),控制其長度到淤泥層打穿為止,一般情況下間距要適當(dāng)控制在1.5米左右。

      (2)埋設(shè)監(jiān)測儀器。根據(jù)施工現(xiàn)場的路基實際情況,在試驗段設(shè)置兩個監(jiān)測斷面,同時正確埋設(shè)空隙水壓力儀、測斜儀、真空度測定儀以及表面沉降板等儀器,實時監(jiān)測軟基加固施工前后應(yīng)力和應(yīng)變變化情況。

      (3)清理場地及安裝排水管道。清理干凈砂墊層表面雜物,在其表面上加鋪密封膜,防止表現(xiàn)出現(xiàn)損壞情況。接下來需要安裝真空排水管道。如果是對高速公路進(jìn)行施工,長條為其主要路堤形狀,需要設(shè)置主管和濾管兩種排水管道。一般情況下,主管選用直徑為6厘米的管道,順著縱向設(shè)置兩條間隔30米的,將兩條直徑6厘米的濾管管道每個6米設(shè)置在主管兩邊,在砂墊層頂部將主管和濾管通過軟管連接起來,使其為魚骨狀,并將濾管埋入軟基內(nèi)。

      (4)在主管內(nèi)通過密封膜和射流泵接入真空管路,通過1臺射流泵控制600—800m2的加固區(qū)。在連接管道時,要使其連接的穩(wěn)固性和密封性得到保障。

      (5)在完成管道鋪設(shè)以后,需要鋪設(shè)密封膜。在對密封膜進(jìn)行選擇時,要確保其抗老化性良好。韌性高且抗穿刺性和密封性較高。目前主要使用的密封膜為聚氯乙烯薄膜,主要原因在于該薄膜的厚度為0.14—0.16之間。然后再加固區(qū)周圍開挖密封溝,開挖深度必須大于1.5米,并且能夠穿過淤泥層50厘米。密封膜必須在溝內(nèi)實施錨固翻轉(zhuǎn)作業(yè),選用粘性土進(jìn)行回填施工,從而使土體密實度有效增強(qiáng),同時實施圍堰構(gòu)筑注水密封。

      (6)密封膜鋪設(shè)。密封膜需要選用內(nèi)聚乙烯或聚氯乙烯薄膜材質(zhì),厚度控制在0.12—0.17毫米的范圍內(nèi),與軟基加固區(qū)邊長相比,密封膜邊長需要多出3—4米。為使密封達(dá)到最佳效果,可以將密封膜埋設(shè)在密封溝內(nèi),第一層密封膜的埋設(shè)深度需要大于1米,然后按要求鋪設(shè)第二、三層密封膜。在對密封膜進(jìn)行鋪設(shè)時,需要防止損壞到密封膜,從而使施工質(zhì)量得到有效提高。

      (7)抽真空預(yù)壓。供電線路確保正常以后,對真空進(jìn)行抽離,實時檢查漏氣情況。在施工過程中,抽真空裝置為真空射流泵系統(tǒng),型號為IS型,真空射流泵額定功率選用7.5KW的,控制真空壓力大于0.096MPa,從而使其滿足真空預(yù)壓的要求。在施工時,要嚴(yán)格控制抽真空速率,能夠使軟基在加固時,范圍土體不會產(chǎn)生瞬間破壞。因此,需要先開啟一般的真空泵,通過檢測,真空度符合要求,達(dá)到650毫米泵柱,同時沒有漏氣現(xiàn)象發(fā)生,才能夠開啟全部真空泵。

      (8)堆載及卸載。當(dāng)膜內(nèi)真空度在86.6KPa以上且穩(wěn)定2—3d后才能夠進(jìn)行堆載作業(yè)。堆載施工以前,需要在密封膜上面鋪設(shè)一層土工布,防止在回填土料過程中嚴(yán)重?fù)p害到密封膜,第一層填料可選擇石粉或細(xì)砂等,防止對密封膜造成損壞。在填筑過程中,需要按照設(shè)計要求對土層進(jìn)行分層填筑施工,碾壓時需要根據(jù)施工要求分層進(jìn)行,從而使路基壓實度與施工規(guī)定相符合,并且高程達(dá)到設(shè)計要求。在停泵作業(yè)前20d,需要將堆載施工完成。

      4 公路工程施工中真空聯(lián)合堆載預(yù)壓技術(shù)的質(zhì)量控制

      (1)測試真空度。密封膜下面的真空度只有超過80kPa并趨于穩(wěn)定,才能夠算是真空預(yù)壓的正常階段,假如假如真空堆載預(yù)壓正常階段超過三個月,加固區(qū)中心點沉降率的平均值連續(xù)5—6d都低于2mm/d時,可以實施停機(jī)卸荷作業(yè),完成卸荷后進(jìn)行驗收。

      (2)測試空隙水壓力。對孔隙水壓力進(jìn)行多次的定時測試,通常情況下平均1d一按測量2—3次,從而充分了解在抽填過程中土體內(nèi)空隙水壓力的變化情況。

      (3)觀測表面沉降。在袋裝砂井施工過程中及真空預(yù)壓后認(rèn)真觀測表面沉降情況,從而充分了解沉降速度、沉降總量等。

      (4)觀測側(cè)向位移。促使路基中心在真空預(yù)壓的作用下出現(xiàn)負(fù)壓區(qū),也可以說是在土體上施加圍壓,這種情況下側(cè)向位移的主要趨勢是逐漸移動至路基中心。在進(jìn)行填土施工時,可能會出現(xiàn)向路基外移動的側(cè)向位移,不過這個時候的位移量相對較小,且不會危害到路基的安全性。

      5 結(jié)語

      近年來,我國不斷進(jìn)步的科學(xué)技術(shù)使道路施工的安全性和舒適度越來越高。在公路施工過程中,想要使工程質(zhì)量得到有效提升,必須選擇與之適應(yīng)的施工技術(shù),嚴(yán)格操作規(guī)范,加強(qiáng)質(zhì)量控制,這些內(nèi)容在施工中都是需要注意的重點。在公路工程建設(shè)中,真空聯(lián)合堆載預(yù)壓技術(shù)的有效應(yīng)用,不但使施工工期有效縮短,而且使公路工程質(zhì)量得到進(jìn)一步提高,實現(xiàn)了公路工程的經(jīng)濟(jì)和社會效益的“雙豐收”,促進(jìn)了公路事業(yè)的健康可持續(xù)發(fā)展。

      參考文獻(xiàn):

      [1]楊昌鍵,曾賢光,林碧晶.真空聯(lián)合堆載預(yù)壓法在加快軟基預(yù)壓沉降施工中的應(yīng)用[J].公路交通技術(shù),2012.

      [2]王彪,黃群杰.真空聯(lián)合堆載預(yù)壓技術(shù)在公路路基加固施工中的應(yīng)用[J].交通建設(shè)與管理月刊,2014.

      [3]韓偉華.高速公路軟基加固工程中真空聯(lián)合堆載預(yù)壓技術(shù)的應(yīng)用[J].交通建設(shè)與管理月刊,2015.

      [4]楊芳,周立會.真空聯(lián)合堆載預(yù)壓技術(shù)在現(xiàn)代公路工程施工中的應(yīng)用[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品,2011.

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