真空預(yù)壓法在市政工程軟土地基處理中的應(yīng)用淺析

翁海波

（浙江中材工程勘測設(shè)計有限公司，浙江 杭州 310000）

通過真空排水預(yù)壓法加固軟土地基的做法最早由瑞典皇家學(xué)院建筑學(xué)者提出，后經(jīng)多國研究實踐，多應(yīng)用于高速公路、港口、碼頭、大型機場等市政工程建筑中。由于市政工程關(guān)系著民生，工程施工建設(shè)一旦遇到軟土地基，就容易影響工程整體穩(wěn)定性和安全性。

1 工程概況

某市政道路工程全長為1800米，寬度40米，需要處理的軟基總面積為5178.6m2。該道路地基基層分布復(fù)雜，因淤泥沖擊，造成路基下部土層松軟，含水率高、密度小、孔隙大，壓縮性較高等缺陷顯而易見。為防止該道路工程軟土地基出現(xiàn)大范圍下沉，施工人員對施工場地地質(zhì)和水文條件都進(jìn)行了詳細(xì)勘測，發(fā)現(xiàn)該道路工程土層主要分布分3類：一是由磚塊、粘土和碎石構(gòu)成的雜填土，土質(zhì)松散，土層厚度為0.6-2.8米之間。二是厚度在0.3-2.5米之間呈黃灰色的粘土。三是可塑性較差呈灰色飽和狀態(tài)的淤泥質(zhì)亞粘土。為了縮短工期，提高施工質(zhì)量和效率，施工單位將對該道路工程軟土地基進(jìn)行真空預(yù)壓法進(jìn)行施工。

2 真空預(yù)壓法原理

真空預(yù)壓法是不同于普通堆載預(yù)壓法，屬于排水固結(jié)法的一種施工技術(shù)，它主要通過在地基內(nèi)鋪設(shè)砂井或者塑料排水板，然后在這些設(shè)施上鋪設(shè)砂墊層，最后鋪設(shè)密封薄膜，將薄膜中的空氣通過抽氣設(shè)備全部抽取，使砂層、排水帶處于部分真空狀態(tài)，并在薄膜內(nèi)外產(chǎn)生氣壓差，進(jìn)而促進(jìn)軟土地基中土壤水分的排出，從而達(dá)到土體固結(jié)、避免地基出現(xiàn)不均勻沉降的不良后果。真空預(yù)壓法使用必須達(dá)到以下幾個技術(shù)指標(biāo)要求：一是必須在排水系統(tǒng)周圍覆蓋水平透水材料；二是影響范圍內(nèi)的軟土平均固結(jié)度要大于85%；三是抽氣真空設(shè)備個數(shù)選擇上，每臺設(shè)備抽空面積要達(dá)到1千平方米-1.5千平方米標(biāo)準(zhǔn)；四是抽氣后真空度需在80kPa以上；最后是沉降效果必須達(dá)到施工要求。

3 真空預(yù)壓法在市政工程軟土地基處理中的具體應(yīng)用分析

3.1 豎向排水體施工

此項市政道路工程軟體地基的真空度需要通過設(shè)在地基內(nèi)的豎向排水體向下及向土體中傳遞得來，豎向排水體施工質(zhì)量嚴(yán)重影響到真空預(yù)壓施工效果。豎向排水體常用結(jié)構(gòu)形式分為普通砂井、塑料排水板和袋裝砂井等。在該市政道路工程中綜合考慮下采用袋裝砂井結(jié)構(gòu)形式最為合適。砂井成孔采用振動沉管方式，即將帶活瓣管尖或套入混凝土端靴的套管沉到預(yù)定深度，在管內(nèi)放入做好的袋裝砂井，然后拔出套管即可形成砂井，這需要要求拔管后帶上沙袋長度必須控制在0.5米以內(nèi)，砂袋應(yīng)盡量選用干砂灌入來保證灌砂的密實度，以此保證砂袋放入井孔后能夠便于埋入排水砂墊層中且能夠露出地面。

3.2 水平排水體施工

本次施工中要用到鋪設(shè)在水平墊層上鋪設(shè)土工布和塑料膜，為達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)必須符合工程項目施工要求，墊層材料必須符合以下要求：一是墊層材料必須選用級配良好、透水性較高的中粗砂，含泥量≤3%；二是墊層厚度和平面尺寸要符合設(shè)計要求，墊層厚度為30cm，厚度誤差為±h10（h為墊層設(shè)計厚度），且必須每100m2要挖坑檢驗是否達(dá)標(biāo)；三是砂料必須經(jīng)過一定篩選，不允許雜物如泥土、砂礫等堵塞在與豎向排水連接的排水通道；四是在真空預(yù)壓墊層要達(dá)到4cm的厚度且不得帶有棱角硬物；五是盡量不擾動天然地基，避免對天然地基造成不良影響。

3.3 塑料土工布、密封膜的鋪設(shè)

為保證真空試壓施工中的密封性能良好，此項市政道路工程需先鋪設(shè)1層土工布，再在布上配設(shè)2層密封膜，以上材料鋪設(shè)完成后還需對鋪設(shè)效果進(jìn)行檢查是否出現(xiàn)漏洞，以便盡快做好粘補處理，保證密封效果，因此此項環(huán)節(jié)必須符合以下施工標(biāo)準(zhǔn)：一是真空預(yù)壓施工所采用土工布應(yīng)為＞300g/m2無紡?fù)凉げ?；二是密封膜必須選用厚度≥0.14mm，延伸率 （縱向）≥250%，滲透系數(shù)≤1.0*10-10cm，抗拉強度≥100N5cm等以上標(biāo)準(zhǔn)專用密封膜，保證所用的密封膜必須密封性、韌性、抗老化性能和抗穿刺能力皆強。三是加工好的密封膜面積必須大于加固場地面積，一般要求每邊應(yīng)大于加固區(qū)相應(yīng)邊4-5米，而加固區(qū)四周，土工布要留有2-3米、密封膜要留有和4-5米的超寬余量，以便補漏措施的實施。

3.4 水平濾管的合理布置

在此項市政道路工程中，施工人員必須遵守 “因地制宜”的施工原則，充分考慮工程軟土地基施工場地的具體情況，對水平濾管進(jìn)行科學(xué)合理的鋪設(shè)。水平濾管主要分為主管和支管，管道材料分為鋼管和PVC管，在此項市政道路軟土地基施工中應(yīng)采用PVC管，在多種平面鋪設(shè)水平濾管方式中常采用抱條形和魚刺形等方式。此外水平濾管鋪設(shè)還需充分考慮水平濾管的支管數(shù)量，必要時要進(jìn)行科學(xué)的增補，以此保證真空負(fù)壓能夠在短時間內(nèi)均勻傳遞到軟土地基中的各個部位，提高軟土地基穩(wěn)固性。

4 結(jié)語

綜上所述，真空預(yù)壓法在市政工程軟土地基處理中發(fā)揮著重要作用，建筑從業(yè)者在采用真空預(yù)壓法時必須充分考慮該項技藝的施工標(biāo)準(zhǔn)和施工材料質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)，只有這樣才能從基礎(chǔ)上保證工程施工符合規(guī)定，市政工程道路建設(shè)質(zhì)量得到有效提升，從而進(jìn)一步有效促進(jìn)市政工程良性發(fā)展和城市化建設(shè)健康有序發(fā)展。