真空预压地基加固技术运用塑料排水板的施工分析

【摘要】本文简单介绍了塑料排水板真空预压地基加固技术的原理，并结合某工程实例，对真空预压地基加固施工技术进行分析。

【关键词】塑料排水板；真空预压；地基加固

0.引言

公路是我国经济快速发展的重要保障和支撑，公路建设规模的不断极大的促进了我国形成统一的国内市场，加强南北经济和城乡的交流。随着我国经济发展水平的不断提升，经济发展要求不仅对公路建设规模有很高的要求，经济发展对公路质量要求也不断提升。尤其公路地基处理技术，公路地基是提高公路施工质量的核心，直接影响公路行车安全。当前处理公路地基方法较多，塑料排水板真空预压地基加固技术是软土地基处理的方式之一，经该施工方式处理的软土地及固结程度高，发生沉降的几率小，是一种性价比相对较高的软土地基加固方式。

1.塑料排水板真空预压地基加固技术原理

该技术是以大气压力为预压荷载，施工人员首先将塑料排水板加固软粘土，地面设置砂垫层，再先后覆盖一层复合土工布和两层土工膜，将土工膜埋入密封够，将砂垫层与大气相互隔离，最后使用真空抽气装置连接排水管道，排尽莫内空气及孔隙水，使膜内外大气压力发生变化并形成较大差异以及塑料排水板与土体渗透系数出现差异，通过大气压力差异以及渗透系数差异使砂垫层、土地以及塑料排水板之间出现排水作用，再排水作用影响下，将气压差转化为预压荷载，逐渐使地基得到有效地固结[1]。塑料排水板真空预压地基加固技术不会增加剪应力，对地基也不会造成破坏。

2.工程实例分析

2.1工程概况

工程软基处理面积为18501m2，处理深度27-10m；地质情况：该工程所处区域为冲海积平原，地势变化小，地貌类型单一。公路全线出部分地区为硬壳外，均为软土地基。硬壳地区厚度为0.5-1.2m，硬壳地基下土质自上而下分别为高压缩性软土层、硬土层、薄层状软粘性土夹亚砂土、碎石。整体上看，本工程路基软土分为淤泥质黏土和亚粘土夹砂土，淤泥质黏土厚度为11-23m，亚粘土夹砂土粘性固结性能比淤泥质黏土更好。

2.2施工方案及措施

（1）表层清理。依据施工规范要求，将施工表层的树根、杂草、田埂等异物清理，再铺设透水性能良好的砂砾，砂砾厚度为40cm。

（2）排水。将塑料排水板插入地面，排除地下水。插入塑料排水板前挖好排水沟，以便及时排出地下水，保证施工现场干燥。

（3）塑料板排水放样。依据设计间距要求，将塑料排水板安装在砂垫层上，将每块排水板标号，以便记录和检查。

（4）置管。使使用塑料排水板桩定位，使用口径为130mm圆钻探管作为套管，将套管打入设计标高后放置排水板。打入套管时需要保证套管处于标准平衡度和垂直度范围，垂直度误差不得超过设计标准的1.5%。拔出套管后立即清除套管表层泥土，避免外露排水板被泥土污染。

将排水管插入套管后压入土内，单块排水板需要达到设计标准，不得使用搭接延续的排水板。将排水板和套管插入设计深度后反转输送辊轴，松开排水板，将套管上提。切断排水板后移向下一孔位施工，施工人员利于路基两侧，向中心打塑料排水板[2]。每完成一个作业段，施工人员移除插板机，重新将砂垫层整平，完成整个砂垫层铺设工序。

2.2塑料排水板选择

塑料板为100%纯新聚丙烯原料，于板芯中央放置两根铜金属丝，用于探测深度。滤膜使用优质涤纶浸渍无纺土工布。所选带金属丝塑料板符合中华人名共和国行业标准排水板质量检验标准JTJ/257-96[3]。

2.3真空预压

第一，将施工场地整平，整平后场地内高差不低于5cm。整平后均匀，密实的铺设砂垫层，将表面整平，将排水板外露头没入砂垫层。用全站仪放出中线和线桩，边桩长度需要在设计图纸边坡坡脚设计宽度的基础上增加1m，再对场地进行平整，平整工作依据平整度和路拱度设计要求进行。使用砂砾填筑施工场地，将砂砾运至施工路段后，根据设计厚度整平砂砾，再洒水压实。砂砾填筑施工中，应做好预防尘、防泥土和其它污染物进入排水孔缝隙的工作，避免排水孔隙堵塞。设置砂砾垫层施工需要根据施工要求设计垫层的高度、厚度和干密度、平整度、渗透系数。完成砂砾垫层后，做好洒水养护工作，实行交通管制，禁止行人和车辆通行[4]。在进行砂砾填筑前，需要进行科学的试验，各项实验结果合格后再进行填筑。

第二，测量场地，根据设计要求施放主滤管和支滤管走向，以4cm为间距打直径为8mm滤眼。堵塞管道，并使用无纺土工布包裹管道，防止砂垫层进入滤管。另外，做好滤管接头和固定，滤管连接部位不得漏气。

第三，开挖密封层。敷设滤管过程中还可同时进行开挖密封沟操作，密封沟深度和宽度不得低于1.5m和0.3m，密封沟与滤管距离应超过3m。在密封沟的外缘建立挡水梗，以利于抽真空时场地覆水，以增加场地内的荷载和提高加固场地的密封程度。

第四，埋设检测装备，埋设真空表、沉降标、空压计等检测装备，检查装备埋设位置及数量需要应满足施工需求。

第五，铺设砂砾层。完成滤管铺设后，接好管道并检查。检查无误后再次均匀铺设砂砾层，厚度为20cm。将砂砾层整平，使滤管全部位于砂砾层。

第六，铺设细砂和土工布、真空膜。铺设砂砾层后，再铺设一层细砂，厚度为10cm，整平细砂表面后压实，进而依次敷设一层无纺土工布（300g/m，顶破前度>1600N）和两层真空膜（厚度>0.2vmm，抗压强度>18N/5cm，渗透系数《1.0E-10cm/s），真空膜采用热合黏发搭接[5]。无纺土工布和真空膜不得过紧或过松，以免真空膜被拉坏而影响真空度。热合黏结后，真空膜不得有漏气问题。

第七，回填密封沟。将土工布和真空膜铺设完成后立即回填密封沟，使用松散黏土回填，不得使用硬质黏土。回填后夯实，保证不漏气。

第八，在每个处理段安装真空泵，真空泵需配备备用真空泵，以免设备故障后能够及时更换，从而维持真空度。

第九，抽气及堆载。以上工序完成后连接真空泵电源，先进行试抽气，观察密封程度以及设备运行情况。当真空膜压力上升至-80Kpa后才能进入正常稳定抽气阶段。随后，于土工膜上覆盖一层复合土工布，根据填筑速率和沉降位移控制要求进行堆载操作，填料应选择粒径较小的细料，以免碾压阶段损坏密封膜。

第十，抽气。当真空膜下压力上升至-80Kpa且压力稳定后，可开始稳定抽气。抽气阶段还需要做好相应的记录。真空表每天观测3次，水位沉降观测每天进行2次（以12h为间隔），地基沉降观测每周2次。

3.结语

塑料板真空预压地基加固技术已经在工程界有大量的应用，其施工周期、工程造价以及工程质量远远优于其它地基加固处理技术。不仅如此，塑料排水板真空预压加固地基加固技术也被广泛应用于其它工程领域，并且随着技术的不算完善，改技术的应用范围也将不断扩大。

【参考文献】

[1]陈立伟，范毅，王风波，孙博，杜晓宁. 真空预压法加固软土地基的工程实例分析[J]. 探矿工程（岩土钻掘工程），2014，03（11）：63-66.

[2]顾敏智，赵树光. 软土地基真空预压处理工艺现场试验对比研究[J]. 施工技术，2014，02（04）：105-107.

[3]赵国宁. 真空联合堆载预压法在软基处理中的应用[J]. 交通世界（建养.机械），2014，01（11）：102-104.

[4]张立兵. 塑料排水板加固高速公路软基施工技术研究[J]. 安徽建筑，2014，04（04）：128-130.

[5]雷革平. 公路路基加固施工中的真空联合堆载预压技术研究[J]. 科技资讯，2014，07（36）：23.