真空預(yù)壓法在市政工程軟土地基處理中的應(yīng)用

文/肖亞周 河北建設(shè)集團股份有限公司 河北保定 071000

在市政工程當中，一旦遇到軟土地基，會增加地基處理難度，降低工程的整體效益。研究表明，將真空預(yù)壓法應(yīng)用到市政工程軟土地基處理過程當中，不但能夠降低軟土地基的處理難度，而且有效防止工程結(jié)構(gòu)失穩(wěn)現(xiàn)象的發(fā)生，對軟土地基起到良好的加固效果。

1、軟土的特性

軟土是在靜水或相對較慢的流速水環(huán)境中形成的，有時還伴有生物和化學(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，超過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，同時微觀結(jié)構(gòu)的組成對軟土的性質(zhì)影響也很大。它可以從電子顯微鏡的觀察得知，粘土礦物通常現(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。

圖1 軟土的結(jié)構(gòu)

2、工程概況

在某市政工程施工中，首先對施工場地地質(zhì)條件和水文條件進行勘察，本次軟基處理總面積4945.7m2，地基含水量比較大，綜合考慮施工技術(shù)條件以及地基施工要求，選用成熟可靠、應(yīng)用廣泛、經(jīng)驗豐富的真空預(yù)壓工藝。

3、真空預(yù)壓法在市政工程軟土地基處理中的應(yīng)用

3.1 土工織物及砂墊層

本項目預(yù)留區(qū)原土層沉淀晾曬時間較短，承載力較差，為確保砂墊層施工，需在淤泥層上鋪設(shè)土工織物。嚴格把控驗收程序，重點對土工布的縫紉、土工格柵的搭接、鋪設(shè)方向進行驗收，確保鋪設(shè)面層的抗拉和抗剪能力。土工布采用包縫，搭接寬度50mm，縫合尼龍線強度控制在150N，鋪設(shè)時繃緊、拉挺，避免折皺、扭曲。土工格柵塊與塊之間相鄰?fù)凉じ駯糯罱?格，拼接采用尼龍繩進行連接。鋪設(shè)方向：土工布經(jīng)線與整平基線垂直。砂墊層鋪設(shè)前嚴格進行見證取樣送檢工作，待砂料檢測合格，方可進行使用。中細砂含泥量不大于10%，滲透系數(shù)不小于1×10-3cm/s，干容重不小于15kN/m3，中粗砂含泥量不大于5%，滲透系數(shù)不小于5×10-3cm/s，干容重不小于15kN/m3。施工過程要求分層攤鋪，嚴格把控砂墊層厚、標高、平整度驗收工作。

3.2 塑料排水板

在塑料排水板進場前，首先需要對其質(zhì)量、排水性能、規(guī)格等進行檢查，并且，在按監(jiān)理抽檢送檢程序（20萬m/組）送檢合格后方可使用。在本工程施工中，塑料排水板型號為：原生料SPB-B、C型排水板，采用液壓式插板機進行施工。塑料排水板相鄰間距為1m，根據(jù)已放樣確定的區(qū)域范圍內(nèi)，用鋼尺進行校對驗收。施工過程中，嚴格控制打板間距、深度、垂直度、回帶、斷帶、割板預(yù)留長度。樁管下插時的垂直度偏差應(yīng)該控制在1.5%以內(nèi)。管靴與板位標記的偏差應(yīng)控制在7cm內(nèi)，塑料排水板的平面距差不得大于±10cm，施工時回帶長度不可超過0.5m，否則在該板位旁200mm內(nèi)重新插入補打一根。排水板施工過程，盡可能沿同一方向前進，杜絕液壓插板機回旋，以免破壞板頭。在插板完成后，應(yīng)該及時采用砂料填滿，并在板的周邊鉆孔，將排水板板頭埋進砂墊層中，防止淤泥進入板芯，堵塞通道，影響排水效果。

3.3 合理布置水平濾管

水平濾管主要分為主管與支管，管材分為鋼管與PVC管，在該市政公路軟土地基處理中，施工人員采用PVC管，由于水平濾管的平面布置方式較多，常見的主要有抱條形與魚刺形等等。想要提升真空復(fù)壓能夠在短時間內(nèi)均勻的傳遞到軟土地基中的各個部位，施工人員需要結(jié)合該市政工程軟土地基施工場地具體情況，遵守“因地制宜”原則，將水平濾管進行合理的布置，并科學(xué)增加水平濾管的支管數(shù)量，保證軟土地基內(nèi)部的真空度更佳。水平濾管布置完畢后，施工人員要采用密封膜做好密封工作，采用密封效果好、韌性佳的密封膜進行施工。

3.4 真空泵安裝及試抽真空

嚴格把控設(shè)備驗收工作，真空泵額定功率、水箱、閘閥、止回閥其規(guī)格參數(shù)、按設(shè)計要求進行驗收。真空表均應(yīng)有出廠合格證，且在使用前經(jīng)檢定后才允許使用。真空射流泵額定功率不小于7.5kW，同時還應(yīng)該保證能夠形成96kPa以上的真空壓力。督導(dǎo)落實、執(zhí)行已審批的《真空預(yù)壓專項施工方案》開展安裝工作。在真空泵安裝過程中，各個設(shè)備的連接順序為電機、水泵、水箱、閘閥、止回閥、出膜口，在各個設(shè)備的連接位置，需要采用橡膠墊，提升密封性能。在真空泵安裝過程中，還應(yīng)該注意將進水口和出膜口控制在同一平后面內(nèi)，這樣有利于膜下水的排出，在最大程度上發(fā)揮出真空泵的應(yīng)用效果。在真空泵系統(tǒng)安裝安城后，即可對其進行調(diào)試，當真空射流泵上真空度能夠達到96kPa后，即可試抽。在真空過程中，為了避免對周邊土體造成破壞，應(yīng)該注意嚴格控制開泵速率，如果膜下真空度已經(jīng)達到40kPa，則需要注意檢查漏洞，發(fā)現(xiàn)后及時修補。在本工程施工中，根據(jù)施工現(xiàn)場檢查驗收，當膜下真空度達到85kPa時，即可開始恒載計時。

3.5 真空預(yù)壓恒載施工

施工恒載天數(shù)為85d，期間所有真空泵24h運行，不得停泵。針對真空預(yù)壓恒載過程的控制工作，施工期間嚴格做好真空度巡視、膜下真空度監(jiān)測、電表用電量監(jiān)測工作，認真填寫監(jiān)理日志、真空度巡視記錄。督導(dǎo)施工單位配備足夠真空流射泵，確保發(fā)生故障時替代使用。其膜下真空度需達到85kPa以上，發(fā)現(xiàn)真空度未達85kPa，則當天不予計時，順延恒載天數(shù)。每天根據(jù)各區(qū)用電電流與電表讀數(shù)進行核對，做好真空度記錄并隨時分析觀測資料，通過對孔隙水應(yīng)力、沉降速率、水位變化等數(shù)據(jù)分析，及時督導(dǎo)施工單位針對數(shù)據(jù)反映的薄弱環(huán)節(jié)加大處理力度。

結(jié)語：

綜上所述，本文主要結(jié)合工程實例，對真空預(yù)壓法在市政工程軟土地基中的應(yīng)用方式進行了詳細探究。在具體的施工過程中，應(yīng)該注意合理布設(shè)排水體，鋪設(shè)水平電層等，并加強施工工序監(jiān)測管理，保證項目建設(shè)的順利進行，這樣才能夠促進市政工程軟土地基承載能力的提升。