塑料排水板結(jié)合真空聯(lián)合堆載預(yù)壓直排工藝的應(yīng)用

徐宇賢 江門市交通建設(shè)投資集團(tuán)有限公司

軟土路基在江門地區(qū)的公路施工中較常見，屬于整體強(qiáng)度低，壓縮量大的較弱土層結(jié)構(gòu)，不僅處理難度大，工后的質(zhì)量穩(wěn)定性難以保證。本文討論的塑料排水板結(jié)合真空聯(lián)合堆載預(yù)壓直排工藝就是軟基處理的一種新型有效的處理形式，與一般預(yù)壓抽真空處理不同，主要是先將處理路段進(jìn)行插打塑料排水板進(jìn)行排水，再進(jìn)行抽真空使地基土處理負(fù)壓狀態(tài)，使軟土孔隙中的水份排出，同時(shí)進(jìn)行堆載加式的手段，使軟土加速沉降固結(jié)。為探明采用此種處理方式的處理效果，通過采用的處理技術(shù)，結(jié)合對(duì)真空壓力、地表沉降、分層沉降、孔隙水壓力、水位動(dòng)態(tài)、深層土體水平位移、地表水平位移等監(jiān)測(cè)，利用雙曲線法推算最終沉降量及固結(jié)度，綜合實(shí)測(cè)結(jié)果，檢驗(yàn)處理的施工質(zhì)量達(dá)到工后沉降條件，并為公路軟土路基施工工藝水平積累技術(shù)數(shù)據(jù)，提供科學(xué)依據(jù)。

1.工程實(shí)例

1.1 工程概況

廣佛江快速通道工程，其中蓬江與鶴山段合計(jì)全長35.5Km,采用一級(jí)公路兼城市主干道標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行建設(shè)，雙向六車道，設(shè)計(jì)速度為80公里/小時(shí)。為實(shí)現(xiàn)本項(xiàng)目上的軟土地基上的施工和處理效果，全線的軟土路段采用了多種的處理施工方案，其中某標(biāo)段局部較差路段推行了塑料排水板結(jié)合真空聯(lián)合堆載預(yù)壓直排的處理技術(shù)，有效的控制前期沉降，降低在運(yùn)營期的總體沉降。

1.2 處理目的

（1）對(duì)原狀的軟土層在實(shí)際的工作受力范圍，利用一種處理手段，強(qiáng)化土體強(qiáng)度結(jié)構(gòu)，并能保證土體在長期荷載作用下不產(chǎn)生較大的沉降變形，以使?jié)M足設(shè)計(jì)的承載能力和使用條件。

（2）檢驗(yàn)設(shè)計(jì)和施工的質(zhì)量。

（3）通過對(duì)新處理路段的監(jiān)測(cè)分析，為發(fā)展軟土路基施工設(shè)計(jì)理論和提高施工質(zhì)量。

（4）為路基驗(yàn)收提供依據(jù)，為健康監(jiān)測(cè)提供初始數(shù)據(jù)。

1.3 施工的總體工序

施工工序采用場(chǎng)地整平、塑料排水板施工、真空系統(tǒng)連接、密封溝密封墻施工、埋設(shè)監(jiān)測(cè)設(shè)備裝置、鋪設(shè)土工布密封膜、抽真空、抽至真空度、真空聯(lián)合堆載恒載，見圖1。

根據(jù)處置的寬度和長度，按設(shè)計(jì)進(jìn)行處置布設(shè)，見圖2。

在按照施工工序進(jìn)行真空聯(lián)合堆載預(yù)壓過程中，監(jiān)測(cè)記錄好真空壓力、地表沉降、分層沉降、孔隙水壓力、水位動(dòng)態(tài)、深層土體水平位移、地表水平位移等數(shù)據(jù)，具體監(jiān)測(cè)頻率見表1。

在真空聯(lián)合預(yù)壓期間，以深層水平位移為控制指標(biāo)，向加固區(qū)外側(cè)位移小于5mm/d，在保證穩(wěn)定的條件下便于施工控制。根據(jù)設(shè)計(jì)文件，加固深度范圍內(nèi)地基平均總應(yīng)變固結(jié)度不小于85%作為卸載控制標(biāo)準(zhǔn)。

圖1 處置立面圖

圖2 處置橫斷面圖

1.4 卸載控制標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)設(shè)計(jì)單《廣佛江快速通道工程江門段兩階段施工圖設(shè)計(jì)》設(shè)計(jì)文件，卸載標(biāo)準(zhǔn)如下：

沉降速率標(biāo)準(zhǔn)：路基中心沉降量連續(xù)2個(gè)月≤5mm/月或固結(jié)度已達(dá)到85%以上。

預(yù)壓期（參考標(biāo)準(zhǔn)）：預(yù)壓期滿足設(shè)計(jì)要求。要求不小于6個(gè)月。

表1 加載工況布置一覽表

表2 監(jiān)測(cè)斷面預(yù)壓天數(shù)及實(shí)測(cè)沉降

工后沉降標(biāo)準(zhǔn)：工后沉降推算值小于設(shè)計(jì)容許值，具體為軟土路基規(guī)定路面設(shè)計(jì)使用年限內(nèi)容許殘余沉降（即工后沉降）為：橋臺(tái)與路堤相鄰處（一般（2～3H）+（3～5））≤0.10m，涵洞、箱涵、通道處≤0.20m，一般路段≤0.30m。

1.5 固結(jié)度和工后沉降推算

（1）實(shí)測(cè)沉降。處理的路基段堆載預(yù)壓區(qū)，共設(shè)置6個(gè)沉降監(jiān)測(cè)斷面，共布置18塊沉降板，預(yù)壓天數(shù)及實(shí)測(cè)沉降見表2，沉降曲線見圖3。

圖3 沉降曲線圖

該路基段堆載預(yù)壓段預(yù)壓總天數(shù)368～397天，約12.3～13.2個(gè)月，滿載預(yù)壓天數(shù)217～223天，約7.2～7.4個(gè)月。真空聯(lián)合堆載預(yù)壓區(qū)實(shí)測(cè)累計(jì)沉降76.6cm～139.0cm，平均沉降104.08cm，最近一次實(shí)測(cè)沉降速率0.4mm/d～1.0mm/d。

（2）推算方法。利用雙曲線法推算最終沉降量及固結(jié)度，雙曲線擬合法推算地基最終沉降量：

式中

St—t時(shí)刻（d）的實(shí)測(cè)沉降量；

S∞—最終沉降量（mm）；

a—待定系數(shù)。

將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)t～St按上式進(jìn)行回歸，求出回歸系數(shù)1/S∞。

（3）推算結(jié)果。

根據(jù)雙曲線法推算總沉降量和固結(jié)度，推算結(jié)果如表3。

表3 固結(jié)度和工后沉降推算（雙曲線法）

（4）數(shù)據(jù)分析。根據(jù)雙曲線法，推算總沉降量為83.4cm～151.1cm，平均沉降量為118.2cm，推算固結(jié)度85.2%～92%，平均為88.9%，推算工后沉降6.8cm～23.0cm，平均為13.1cm。

根據(jù)雙曲線法推算，堆載預(yù)壓區(qū)平均固結(jié)度值為88.9%，平均工后沉降量值為13.1cm，該區(qū)域滿足固結(jié)度已達(dá)到85%以上的卸載條件，推算工后沉降滿足一般路段≤0.30m的條件。

2.工藝結(jié)論

經(jīng)過抽真空施工及監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，證明采用直排工藝進(jìn)行真空聯(lián)合堆載預(yù)壓施工可以達(dá)到預(yù)定的抽真空效果和排水效果，該工藝可以指導(dǎo)后續(xù)大面積真空聯(lián)合堆載預(yù)壓施工。直排工藝減少了砂墊層數(shù)量、降低了工程造價(jià)，并且排水效果明顯，在類似項(xiàng)目真空預(yù)壓區(qū)域推薦采用該工藝。

結(jié)合施工對(duì)設(shè)計(jì)指標(biāo)及部分參數(shù)的調(diào)整達(dá)到的效果，同時(shí)可對(duì)有利于保證現(xiàn)場(chǎng)施工質(zhì)量的調(diào)整進(jìn)行固化，并在設(shè)計(jì)圖紙中進(jìn)行調(diào)整，以指導(dǎo)施工。

3.結(jié)語

在特殊路基處理的設(shè)計(jì)方案上，對(duì)于工期較短、成本經(jīng)濟(jì)的軟土路基可進(jìn)行推廣使用該工藝，可以達(dá)到深度處理與使用穩(wěn)定的效果。