真空联合堆载预压法在机场路北延的应用

【摘 要】本文结合宁波机场路北延项目，对真空联合堆载预压法地基处理的设计、施工经过及效果进行了介绍和总结。

【关键词】真空联合堆载预压；设计；施工；监测

一、工程背景概况

宁波地区属于典型的软土地基，市建委于2009年专题组织开展绕城高速连接线和“五路四桥”等重点项目地基及结构层论证工作，经专家评审，在机场路北延适当路段安排真空堆载预压等新技术示范应用，以便尽快形成宁波地区软土地基上处理的成套技术。根据设计，机场路北延K4+125～K4+300段道路采用真空堆载预压地基处理。

机场路北延位于江北平原，所经过地区地貌类型简单，地势平坦，平均海拔在2.0米左右，主要为滨海湖沼淤积平原。沿线地下水丰富，表层地下潜水埋深0.3～1.0米。路线经过路段除表部分布厚0.5～2.2m软～硬塑状粘土、亚粘土外，其下为流塑状厚度（12～40m）的高压缩性软土。工程K4+125～K4+300段为高架下桥后的地面道路，与现有保国寺收费站接顺。

二、加固原理

真空预压技术是用专门的设备，通过抽真空在地基中产生负压，使土体孔隙中的水分排出；从有效应力原理可知：孔隙水排出，孔隙水压力减小后，有效应力就相应增加，在压力差作用下，土体中的水分被排出，抽气过程中，土体得到固结，土体强度得到提高。这种通过抽真空而达到预压效果的方法称为真空预压。真空联合堆载预压实质是真空预压和堆载预压的迭加。

三、方案设计及施工

1、 堆载高度

2、施工工艺流程

a.清表、平整场地；b.铺设30cm厚砂砾垫层；c.打设竖向排水体；d.铺设另20cm砂砾垫层，竖向排水体应弯倒在本层中；e.砂砾垫层上开挖深20厘米的沟槽纵横向埋设PVC主管和滤管，埋设砂砾垫层中的真空度测头；f.挖密封沟，安置主管出膜装置等；g.铺设10厘米厚细砂垫层；h.铺设一层无纺土工布，双层真空膜，再铺设一层无纺土工布；i.同时安装抽真空装置，回填密封沟，连接主管到抽真空装置；j.设置膜上沉降标志和沉降板，测沉降初值；k.试抽真空；l.检查膜上及密封沟漏气情况；m.铺设10厘米厚细砂垫层和30厘米厚粘土层封闭；n.正式抽真空开始，施工监测开始；o.真空度稳定在85KPa保持10天后，开始在膜上填筑堆载。

3、具体施工经过

实际施工监测从2010年8月5日-2011年1月4，按照设计要求达到6个月的真空持续时间且连续5天的沉降量小于每天0.5mm后抽真空终止，并根据工程的实际情况（道路工期充裕），经过1年多的自然沉降稳定后开始路面施工。

由表面沉降随时间变化曲线上看，真空预压阶段的土体主固结变化速率是一个渐变收敛过程，真空堆载阶段，每级堆载都伴随着沉降的加速过程，总的趋势为加速过程随加载过程加载次数、堆载高度增加逐渐延长，伴随沉降速率变化逐渐变缓；预压阶段的沉降速率开始较大，约在第4个月时候逐渐趋于稳定。

2、具体效果表现

2.1解决了填筑过程中的稳定性问题

真空堆载联合预压方法，使加固区始终处于负压状态。在负压状态，产生向内的收缩变形，该变形可以抵消由填方产生的向外的挤出变形，因此对路基稳定非常有利。

2.2减少了工后沉降。

道路的工后沉降主要来自软土层的次固结沉降和下卧软土层的固结沉降。当填到设计标高后，真空荷载相当于3-4米的超载堆土，对消除工后沉降大有益处，同时从孔隙水压力可以反映出通过真空堆载联合预压加固软土地基，其加固深层可达袋装砂井长度以下，能消除下卧软土层固结沉降。目前该段道路已经建成已有一年，通过日常观测，整体工后沉降在5cm以内，远远小于其余普通路段的整体工后沉降。

2.3工期的要求

目前施工的该段路基具有宁波地区较典型的软基特征，在这种软基上的市政道路进行地基处理，工期是关键因素。因此，真空联合预压的实施必须有6个月以上的地基处理时间，对于项目的整体工期至少12个月，且适合于不受交通制约的新建道路，特别是高填方路基段。

五、结束语

宁波机场路北延真空联合堆载预压地基处理段的施工已经结束，由于采用了真空预压的处理技术，大大减小了了地基因填土速率快而失稳的危险，有效的保证了道路的整体稳定，工后沉降基本可控，同时通过试验，路基的弯沉、压实度等指标良好，效果明显。由于宁波地区采用真空联合堆载预压技术的市政工程并不多，其使用效果还有待于工程实践的进一步检验。

参考文献：

[1]《公路软土路堤设计与施工技术规范》 JTJ007-96 人民交通出版社 1996

[2]《地基处理新技术》 龚晓南 著 陕西科学技术出版社 2000

[3]《宁波机场路北延4标段道路排水施工图设计文件》 宁波城建设计研究院 2009