真空預(yù)壓法在市政工程軟土地基處理中的應(yīng)用探討

劉沫

摘 要：軟土地基具有有機(jī)質(zhì)含量大、孔隙比大、含水量大、壓縮性高、承載能力較低的特點(diǎn)。真空預(yù)壓法在市政工程軟土地基處理中的應(yīng)用，能夠有效提升地基承載力。對(duì)此，本文首先對(duì)軟土地基的特點(diǎn)進(jìn)行介紹，然后對(duì)真空預(yù)壓法進(jìn)行分析，并以某市政工程為研究對(duì)象，對(duì)真空預(yù)壓法在市政工程軟土地基處理中的應(yīng)用要點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)的探究，以期為類(lèi)似工程提供借鑒。

關(guān)鍵詞：真空預(yù)壓 軟土 施工

中圖分類(lèi)號(hào)：TU753 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2018）08（a）-0061-02

真空預(yù)壓是一種相對(duì)成熟的施工工藝，被廣泛應(yīng)用于巖土工程軟土地基施工中。軟土地基空隙較大、含水率高、壓縮性強(qiáng)、承載能力較低，通過(guò)應(yīng)用真空預(yù)壓施工技術(shù)，不僅施工方式便捷，而且還能夠提升地基承載力水平。因此，對(duì)真空預(yù)壓法在市政工程軟土地基施工中的應(yīng)用方式進(jìn)行了詳細(xì)探究。

1 軟土的特性

軟土是在靜水或相對(duì)較慢的流速水環(huán)境中形成的，有時(shí)還伴有生物和化學(xué)沉積。軟土的顆粒主要由粘土顆粒和粉粒組成，軟土中粘土顆粒含量幾乎為50%，也就是說(shuō)，超過(guò)一半粒徑土壤顆粒小于0.005mm。軟土中也含有較多的礦物成分，其中包括原生礦物和次生礦物。長(zhǎng)石、石英、方解石和云母是主要的原生礦物，其含量很少，這些礦物成分對(duì)軟土的性質(zhì)影響很小。次生礦物是軟土中有較高含量的礦物元素，如伊利石、蒙脫石、高嶺石和其他親水粘土礦物，它們決定了軟土的性質(zhì)。軟土的顆粒大小或成分組成并不是形成軟土性質(zhì)的所有原因，同時(shí)微觀結(jié)構(gòu)的組成對(duì)軟土的性質(zhì)影響也很大。它可以從電子顯微鏡的觀察得知，粘土礦物通?，F(xiàn)有片、板、管狀形式。軟土的結(jié)構(gòu)是由單粒子和不同大小的團(tuán)粒按照不同的排列方式組成。因此，土顆粒的比表面積很大，導(dǎo)致孔隙里充滿水，由于黏土礦物具有親水性，在雙電層的結(jié)構(gòu)離子交換的作用下，絮狀結(jié)構(gòu)和細(xì)胞狀結(jié)構(gòu)也易形成，如圖1所示，在沉積的環(huán)境下，軟土結(jié)構(gòu)逐漸形成。

2 真空預(yù)壓法

真空預(yù)壓法也屬于排水固結(jié)法，如圖2所示，它的預(yù)壓荷載是大氣壓。真空預(yù)壓法基本原理是，首先需要在加固區(qū)設(shè)置豎向的排水通道（設(shè)置沙井或塑料排水帶），后鋪設(shè)一層透水的砂墊層在地表。這樣排水系統(tǒng)布置完畢。后將不透氣的密封膜覆蓋在砂墊層上，使土體與大氣隔絕。然后使用真空裝置對(duì)排水通道進(jìn)行抽氣，排出膜內(nèi)空氣，使膜內(nèi)和外界產(chǎn)生氣壓差。這個(gè)氣壓差作用于土體對(duì)軟土層進(jìn)行固結(jié)加固。真空預(yù)壓使需滿足以下技術(shù)指標(biāo)：（1）對(duì)在影響范圍內(nèi)的軟土平均固結(jié)度>85%。（2）抽氣之后的真空度須保持在80kPa以上。（3）須在排水系統(tǒng)周?chē)采w水平透水材料。（4）在選擇抽真空設(shè)備的個(gè)數(shù)上，以每臺(tái)抽真空面積1000～1500m2來(lái)計(jì)算。（5）在施工結(jié)束后，沉降需滿足要求。

3 真空預(yù)壓法在市政工程軟土地基處理中的應(yīng)用實(shí)例

3.1 工程概況

某市公路工程的長(zhǎng)度為1.5km，路面寬度為40m。該項(xiàng)目施工區(qū)域地層條件復(fù)雜，通過(guò)對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行勘查發(fā)現(xiàn)，地質(zhì)條件為松軟土層，具有密度低、孔隙大、壓縮性高、強(qiáng)度低、含水量高等特點(diǎn)，為了保證項(xiàng)目建設(shè)的順利進(jìn)行，盡量避免發(fā)生地基不均勻沉降，要求采用適宜的軟土地基處理技術(shù)。另外，綜合考慮施工工期、成本等要求，在本工程施工中選用真空預(yù)壓施工技術(shù)。

3.2 真空預(yù)壓法的施工工藝

3.2.1 豎向排水體施工

在該市政工程地基中需要打設(shè)豎向排水體，而真空度則可以通過(guò)豎向排水體向土體中進(jìn)行傳遞，因此，豎向排水體的施工質(zhì)量會(huì)在很大程度上影響真空預(yù)壓施工效果。在豎向排水體施工中，常用的結(jié)構(gòu)形式有塑料排水板、普通砂井以及袋裝砂井。在本工程施工中，綜合考慮施工條件，選用袋裝砂井結(jié)構(gòu)形式。在成孔施工中，振動(dòng)沉管技術(shù)，在具體的施工過(guò)程中，首先需要帶活瓣管尖或套有混凝土端靴的套管沉到預(yù)定深度，然后將袋裝砂井放入管內(nèi)，拔出套管后，即可形成砂井，為了保證施工的順利進(jìn)行，要求拔管后帶上砂袋的長(zhǎng)度控制在0.50m以?xún)?nèi)。另外，在灌入砂袋時(shí)，應(yīng)該盡量選用干砂，并注意保證灌砂的密實(shí)度。砂袋長(zhǎng)度應(yīng)較砂井孔長(zhǎng)度長(zhǎng)50cm，保證將其放入井孔后，能夠露出地面，便于埋入排水砂墊層中。在袋裝砂井施工過(guò)程中，要求鋼管內(nèi)徑應(yīng)該略大于砂井直徑，這樣才能夠盡量避免對(duì)地基土造成不良影響。

3.2.2 水平排水體施工

對(duì)于墊層材料，應(yīng)該盡量選用透水性較好的砂料，一般可以采用級(jí)配良好的中粗砂，對(duì)于墊層平面尺寸和厚度，必須保證符合工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)要求。在本工程施工中，由于需要在水平墊層上鋪設(shè)土工布以及塑料膜，因此，墊層厚度為30cm，要求與豎向排水通道保持良好的連接效果，避免連接位置堵塞。在本工程施工中，對(duì)于砂料，首先經(jīng)過(guò)篩分，避免對(duì)天然地基造成不良影響，同時(shí)還應(yīng)該注意避免將泥土或者其他雜物混入墊層中造成濾管堵塞。

3.2.3 水平濾管布設(shè)

水平濾管可以分為主管和支管兩種，而管道材料有鋼管和PVC管兩種，在本工程施工中，選用PVC管道。在濾水管的平面布置方面，常用形式有條形、魚(yú)刺形等。為了確保真空負(fù)壓能夠快速、準(zhǔn)確地傳遞至施工現(xiàn)場(chǎng)的各個(gè)部位，應(yīng)該綜合考慮施工場(chǎng)地的大小、形狀等，合理布設(shè)濾水管排列形式，這樣即使個(gè)別泵停機(jī)檢修，也不會(huì)對(duì)真空度造成不良影響。

3.2.4 塑料土工布、膜鋪設(shè)

在真空預(yù)壓施工中，要求選用密封性、韌性好的密封膜，同時(shí)，對(duì)于專(zhuān)用密封膜，應(yīng)該選用抗老化性能和抗穿刺能力強(qiáng)的材料。在本工程施工中，要求加工好的密封膜面積應(yīng)該大于施工場(chǎng)地的加固面積，通常情況下，要求每邊應(yīng)大于加固區(qū)相應(yīng)邊4～5m。對(duì)于土工布，應(yīng)選用無(wú)紡?fù)凉げ?，為了保證真空預(yù)壓施工的密封性，在本次施工環(huán)節(jié)，首先鋪設(shè)1層土工布，然后再在土工布上鋪設(shè)2層密封膜，當(dāng)所有材料鋪設(shè)完成后，還需要對(duì)鋪設(shè)效果進(jìn)行檢查，如果出現(xiàn)漏洞，則應(yīng)該做好粘補(bǔ)處理，保證密封效果。除此以外，在加固區(qū)四周，土工布和密封膜分別留有2～3m和4～5m的超寬余量。

3.2.5 密封溝的開(kāi)挖和回填

在本工程密封溝施工中，采用人工挖掘與機(jī)械開(kāi)挖的方式，在開(kāi)挖施工中，如果開(kāi)挖至淤泥層，則應(yīng)該在鋪設(shè)密封膜后，密封溝用挖出的淤泥質(zhì)粘土回填，同時(shí)還需要采用挖掘機(jī)前斗進(jìn)行夯實(shí)處理。在本工程施工中，要求一邊開(kāi)挖、一邊埋膜，并一邊回填，同時(shí)，埋好膜后在溝內(nèi)覆水，這樣才能夠達(dá)到良好的密封效果。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，本文主要結(jié)合工程實(shí)例，對(duì)真空預(yù)壓法在市政工程軟土地基中的應(yīng)用方式進(jìn)行了詳細(xì)探究。真空預(yù)壓法的加荷速度快，不需要堆載材料，在施工過(guò)程中不會(huì)出現(xiàn)地基失穩(wěn)的問(wèn)題。在具體的施工過(guò)程中，應(yīng)該注意合理布設(shè)排水體，鋪設(shè)水平電層等，并加強(qiáng)施工工序監(jiān)測(cè)管理，保證項(xiàng)目建設(shè)的順利進(jìn)行，這樣才能夠促進(jìn)市政工程軟土地基承載能力的提升。

參考文獻(xiàn)

[1] 曹永華，李衛(wèi)，劉天韻.淺層超軟土地基真空預(yù)壓加固技術(shù)[J].巖土工程學(xué)報(bào)，2011，33（S1）：241-245.

[2] 劉宏偉，解林博，張健.淺談地表水倒灌對(duì)真空預(yù)壓加固軟土地基的影響[J].中國(guó)港灣建設(shè)，2011（1）：46-47.

[3] 付冠杰，范明橋，李杰，等.軟土地基堆載吹填淤泥并同步真空預(yù)壓加固技術(shù)[J].水利水電科技進(jìn)展，2014，34（6）：82-88.