真空排水预压技术在高速公路软基加固中的应用

【摘 要】高速公路工程因受到大气因素与行车荷载的直接作用，在各种因素的长期影响下，往往会出现各种病害问题。真空排水预压技术作为高速公路软基加固最常用的一种方式，通过提高真空排水预压技术水平，可以大大缩短施工工期，提高高速公路工程施工的整体质量。本文主要对软基的概况、真空排水预压技术的施工工艺进行了分析与探究。

【关键词】真空排水预压技术 高速公路 软基加固 概况 施工工艺 砂垫层

随着经济全球化的不断深入，我国高速公路事业也得到了极大的发展。作为一种新型地基加固方式，真空排水预压技术在高速公路软基加固中得到了广泛地应用与推广。排水系统、抽真空系统及密封系统是真空排水预压技术的重要组成部分。其优点为较快的加荷速度、不需要堆载材料，地基失稳情况不会出现在加荷施工内等。作为软基处理的有效措施，施工单位必须在分析软基危害的基础上，规范真空排水预压技术的施工工艺，提高技术水平，为高速公路工程建设整体质量的提升提供可靠的保障。

1 软基的概况

遵循沉积环境软土可以分为滨海沉积、湖泊沉积、河滩沉积与沼泽沉积4大类。软土的特性为含水量较高、密度低、强度低及压缩性高、灵敏度不足等，施工中软土也具有相应的结构性，一般存有硬壳层。高速公路施工中，软土地基的危害通常可以分为以下几点：首先，软基施工中，因地基抗剪强度不足将导致路堤侧向整体滑动，边坡侧土体隆起。同时将有差异沉降情况出现在人工构造物和路堤连接位置，这种情况下，极易产生跳车状况。

其次，软基施工中，因路堤变形及较高地下水位等问题，致使路面损坏情况严重。为满足设计要求，在软基土质情况改善中，应对地基土的变形情况及渗透性进行改善，在软基土质抗剪强度能力提升的同时，应对其各种不利因素进行彻底消除。

再次，当软土地基施工中加固措施不当，将出现地基沉降及滑动等情况，如车辙出现在路面，产生这种情况的原因，在于车辆对路面的重复碾压，导致不规则沉降出现在路基施工，特别是在车轮碾压施工位置，因具有较大的压力，将导致路基出现严重变形情况，进而对道路质量造成影响。

最后，在动力荷载作用下，如车辆震动等，将导致饱和无粘性土产生液化、失稳及沉陷等问题。因自然因素，如温度改变、水循环改变等，将产生管涌、冻融等情况的大量出现，进而降低地基强度及行车的安全性。

2 高速公路软基加固中真空排水预压技术的施工工艺

高速公路工程结构中路基和路面是其主要组成部分，因各种荷载及自然因素的影响，路基逐渐呈现出不同程度的损坏。为确保高速公路工程的安全性及质量，必须确保路基具有较高的强度，为此，施工单位必须规范真空排水预压施工工艺，提高公路工程施工的整体质量。

2.1工程案例

某高速公路总长度为234公里，总投资为127亿元。选取其部分软土地基路段进行施工，其地层情况如下：

（1）素填土，杂色，主要构成材料为块石、碎石及砂等，厚度约0.6米；

（2）粘土，灰黄色，可塑-硬塑状态。

2.2施工准备

作为一种新型软基加固技术，真空排水预压施工极为复杂，为此必须做好施工准备工作。首先，在加固区边界定位中施工单位必须严格遵循路基软土地基设计图进行确定，随后将加固区内的杂物清理干净，如草根等，场地高度差必须控制在15厘米以内，地基土则必须进行放样测量。

其次，进行砂砾垫层（50厘米）铺设，并进行塑料排水板打设。作为水平排水与真空度传递的载体，砂垫层铺设时应对其质量进行有效控制。一般选用中粗砂作为砂垫层的砂料，含泥量必须控制在3%以下，这样才能具有良好的排水效果。在铺设砂垫层时，必须清除砂垫层内的杂物，如钢丝、玻璃等。如塑料排水板高出砂垫层，可以将其多出部分剪掉或向砂垫层进行埋设。随后紧密连接主管、滤管与竖向排水系统，确保其排水的畅通性。

2.3铺设砂垫层

在抽真空过程中，砂垫层的功能就是将竖向排水体进入垫层内的渗流水从土体内及时排除，缩短土层固结时间，并避免土颗粒堵塞排水系统等情况的出现。垫层质量对软基加固效果与预压时间起到直接的影响。当地基表层厚度符合施工要求后，其承载力将大大提升，在运输机械行驶过程中，通常选用机械分堆摊铺法进行施工，也就是先进行多个干砂堆的铺设，再通过机械或人工的方式进行铺平。当其承载力较低时，可以选用顺序推进摊铺法进行施工。工程要求与地质条件是决定竖向排水体的主要因素，在软土层厚度低于5米、薄粉砂夹层较多的情况下，如其固结速度符合施工规定，则不需要进行竖向排水体的设置。当加固地基具有较深的淤泥层，则必须进行抽真空系统与竖向排水系统的同时设置。

2.4塑料排水板材料及打设

遵循设计图纸为准对塑料排水板进行测量放样，并标注打设深度。排水板在打设施工中，不能出现扭曲、破损等情况。如排水板剩余长度不足时，不能对塑料排水板进行搭接施工，避免对排水性能的影响。补打桩位市，施工单位必须对其垂直度进行有效控制，偏差一般在1.5%以下。在真空预压施工中竖向排水体极为关键，其作用为真空度传递与排水通道。本文主要选用塑料排水板作为排水材料，在打设施工中，应利用导管把塑料带从管靴内穿出，并连接塑料带和桩尖位置，紧贴管靴并对准桩位。拔管施工中应在软基内留存粘接与锚固的塑料排水板，在搭接塑料排水板，应确保其搭接长度超过20厘米。

2.5真空预压施工

（1）主管、滤管布置。主管与滤管是砂垫层内埋设的主要管道，其功能就是进行真空压力的传递与排出流入砂垫层的水，一般选用自来水管与PVC管作为主管与滤管的主要材料。高速公路软基施工中，都会选用条形、鱼刺形作为主管、滤管的平面布置形式。本工程选用双排鱼刺形（图1）作为主管、滤管的布设形式，布置过程中，应确保循环管放置的合理性。选用橡胶软管作为各管连接的主要材料，对路基沉降问题进行有效处理。

图1 主管、滤管的平面布置

在水平排水砂垫层中部埋设滤管，并在其上方进行砂覆盖层设置，厚度为0.15到0.2米之间，避免滤水管上尖利物体将密封膜穿破。主管的作用就是将真空度均匀传递给滤管，通常不进行孔洞的搭设，并确保主管直径在滤管以下。

（2）密封沟与围堰。沿加固区边界进行密封沟（图2）开挖，其深度必须满足地下水位，并将透水层切断，沟底宽度则控制在0.4米以上，这样可以确保密封膜和沟底粘土之间的紧密性。沿密封沟外沟沿设置围堰位置，并通过粘土夯筑。

图2 密封沟示意图

（3）铺设密封膜。为提高真空预压工程的质量，必须重视其密封性。密封膜作为真空预压工程密封的主要材料，必须具有较轻的重量、较高的强度、韧性及良好的抗老化能力等。本工程选用的密封膜为聚氯乙烯薄膜。每一层密封膜铺设完，应对膜面进行详细检查，如存在问题，必须对其进行立即修正。在密封沟内侧坡面位置将剩余部分铺平，如太长，必须将其折到沟底，不能在外侧坡上进行铺设。加工薄膜过程中，应对密封沟埋设部分进行充分考虑，不能拉的过紧，避免损坏薄膜情况的出现。

3 结语

综上所述，随着国民经济发展速度的不断提升，在高速公路工程施工中，只有根据相关施工要求进行施工，才能提升公路工程的质量。真空排水预压技术作为高速公路工程路基施工建设的重要组成部分，只有在了解软基特点的基础上，才能提高其技术水平，提高工程质量，并为实现高速公路工程经济效益最大化提供可靠保障。

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