真空预压加固桥头软基的施工方法及应用

摘要 ：介绍了真空预压的施工工序、方法以及施工 的成果 ，对真 空预压加 固桥头软基的特点进行 了分析 ，并提 出了其对桥 头软基施工起 的积极 作用，以进一步推广真空预压法的应用。

关键词 ：真空堆载联合预压 ；软基加固；桥头处理

中图分类号：TU74 文献标识码： A

在沿海和内陆地 区广 泛分 布着海相沉积 、湖相沉积 和河相沉积的软弱粘 土层 。这种土 的特点是 含水量高 ，压缩 性大 ，强度低 ，透水性差。由于其压缩性高，透水性差，在上部荷载作用下会产生相当大的沉降和沉降差，而且沉降过程延续的时间可能很长，

有可能影响路基的正常使用。另外，由于其强度低 ，地基承载力和稳定性往往不够，不能满足工程要求。因此，这种地基通常需要采取加固处理措施，真空一堆载联合预压法就是处理软粘土地基 的有效方法之 一。下 面就笔者 所在 的浙江 省某市 ～级公 路部分桥头软土路基采取真空预压的施工方法及成果作简要介绍。

1工程概况

本工程位于浙江省某市境 内的一级 公路 ，根 据设计要 求桥头进行塑料排水板结合真空堆载预压法 。

2真空预压原理

真空预压法是在 需要加 固 的软土地基 内设 置垂直 排水 通道（如塑料排水板 ） ，然后在地 面铺 设水平排 水层 （如砂砾 垫层 ） ，再用不透气的封闭膜使其与大气隔绝，利用薄膜密封技术 ，通过水平排水层内埋设的管道用真空装置抽气，因而在膜内外形成大气

压差 ，地基在等向气压差作用下进行排水固结。堆载可以使土体中的孔隙水加速排出，降低土中孔隙水压力 ，增加有效应力，加快土体固结。同时，由抽真空引起的负超静孔隙水压力和堆载引起的超静孔隙水压力可以形成部分抵消，使土体在快速堆载时不致产生过高的超静水压力 ，保证了路堤施工时的稳定。

3工程地质条件

所处理 的路段软 基深厚 ，而 且软土 层含 水量很 大 ，渗透 性能差，压缩性高，承载力低。本工程地质勘察报告，主要土层分布 自上而下 为：① 亚粘土 ：灰黄色 ，软 ～硬 塑状 ，埋深在 0 .3 m ～0 .5 m 。②淤泥亚粘土：深灰色，饱和，软塑，含少量粉细砂及碳化物，局部为粘土，含水量为 41.0%，孔隙比 e = 1.405 ，层厚约 14.5 111 ～

18.0 m 。③粘土：灰黄色，软 ～硬塑状，埋深在 18.0 m ～36.0 m处，含水量为 35% ～40 %。从以上地质资料看 ，主要处理土层不存在透水层 ，适合做真空预压。

4施工方法及过程

真空预压按 如下工序进行：施 工准备一清表后铺设 下层30 cm 砂砾垫层 一打设 塑料排 水板 一 主、支管定位 和安装 一铺设上层 20 cm 砂砾垫层 一铺 设第 一层土工 布 ，其上 再铺设 两层土工膜 一开 挖 回填 密 封 沟 一 抽 气 管 道 和 真 空 泵 连 接 一 预 抽 真 空15 d一填 20 cm 砂垫层一填筑第一级堆载一进行真空预压一真空预压 15 d 一30 d 一进行第二级堆载至路槽 （有等超载继续堆载 ）一路基稳定后一真空预压卸荷验 收。

4 .1主 、支滤 器定位 和安装

根据设计图并结合本工程施工特点，在保证真空度达到设计要求的条件下，施工时将主管布置形式在设计图的基础上做适当的调整 。滤管 间距 4.0 m 。主管与滤管 之间采用 变径 三通 ；滤管与滤管 、主管之间多采用软接头。该种布置形式能保证整个加固区内真空度均匀一致 ，而且个别泵停机检修 ，对真空度几乎无影响。主管为89 m m PV C 管，支滤管为50 m m PV C 管，全部吸水管均需埋入砂砾垫层中，并通过出膜口及吸水管与真空泵连接。对应 每台真空泵布设 1 个真空侧头 。

4.2铺设土工布及密封膜

采用专用 密封膜 和复合土工布 。土 工膜设计指标 如下 ：圆球顶破强度不小于500 N ，纵横向抗拉强度不小于 1 000 N /5 cm ，单位克重不小于400 g/m ，纵横向梯形撕裂不小于 140 N ，渗透系数不大于 5.0E 一1 1 cm /s。复合土 工布要 求 ：圆球顶破 强度不 小于2 500 N ，纵横 向抗拉强度不 小于 2 500 N/5 cm ，单位 克重不 小于500 g/m ，纵横 向梯形撕裂不小 于 1 500 N 。先铺一层土工布 ，用手提缝纫机缝接 ，两边 预留一定 的长度。再用人工将两层密封膜分层铺放覆盖整个真空预压区。注意在加固区四周，密封膜应留有足够的超宽余量。在铺密封膜前，要认真清理平整砂砾垫层，填平打塑排板时留下的孔洞 ，应将露出的排水板头埋入砂垫层中。第一层膜铺好后要认真检查及时补洞 ，再铺设第二层密封膜。

4 .3开挖、回填密封沟

密封沟布置在施工区四周。密封沟施工采用人工结合机械开挖 ，开挖深度大于 1.5 m ，并要进入淤泥层 ，在铺设 密封 膜后 ，密封沟须用粘土回填密实。

4 .4抽气管道和真空泵连接

本加固区面积约2 000 m ，布置3 台真空泵（2 台工作、1 台备用 ）。真空主管通过出膜器及吸水胶管与真空泵连接。

4 .5抽真空及真空维持

当上述工作完成后，即可开始抽真空，射流真空泵、真空管和出膜 口的连接必须严 格 密封 。在抽 真空过 程 中，特别 是初 期 ，应采取连续补水措施，保持水箱满、温度正常；每天要做好真空度的记录。

4 .6铺 第二层 土 工布

进人正常的真空预压期 ，即可在 密封膜上铺设 第二层无 纺土工布，铺设时要注意清除表面密封膜上的因施工或人为原因产生的尖锐物体，同时查看是否有破洞 ，在填土施工前放置表面沉降板。

4 .7路 基 填 筑施 工

在真空预压加固区膜下真空度达到 85 kPa 以上 ，15 d 后可进行路基填筑施工。填筑前人工在土工布上填筑 0 .2 in 厚细砂和0 .3 m 厚 粘土 ，以确保真空膜不被破坏而 引起真空度损 失。

4 .8真 空一 堆 载联 合预压

由于真空预压产生负压，使土体产生 向内性缩变形 ，可以抵消因堆载引起的向外挤出变形 ，地基不会因填土速率快而出现不稳定问题 。因此堆载速度可 以不受限制。该桥头路基 于 2005 年6 月 15 13 开始填 土 ，2005 年 11 月 20 日即填 筑到位 ，而如 果没有采取 真空 预压措施 ，根据规 范路基 日沉降量 不得 超过 1 cm ，则至少要 7 个 ～8 个月方可填筑到位。

4 .9真空预压卸荷验收

自开始二级堆载 3.5 个月后，路基沉降速率逐渐降低 ，当沉降速率小 于 2 m m /d （每隔 7 d 测一 次 ，连 续三 次均 达到该 指标 ）时 ，即可认 为路 基已处于较稳 定状态 ，可 以停止抽真 空。

5施工成果及意义

1） 由于真空预压产 生负压 ，使 土体 产生 向 内性 缩变形 ，可 以抵？肖因堆载引起 的向外挤 出变形 ，地基不会 因填土速 率快而 出现不稳定问题，因此堆载速度可以不受限制。2 ）真空预压根据设计要求 ，其膜内负压为 85 kPa 以上 ，这相 当于填土 高度 4 m 多对路基基底产生 的压力 ，再加上路堤设 计部 分高度 （一般 为 3 m ～4 m ）的

本身压力，相当于在软基上直接作用 7 m ～8 m 高的填土，其沉降大于55 ℃。同时我们要注意的是，沥青中橡胶粉的掺量不同，粘度也有很大变化。有资料研究显示，橡胶沥青的 60旋转粘度提高 10 多倍，针入度降低约 33 ，软化点提高 14 ℃。

2 ）较好的低温性能。低温性能包括两个方面：低温脆性与低温抗裂性。在低温高寒地区，橡胶沥青可以用于自动除冰路面。直接抗拉 试验（D T ）结 果表 明 ，橡胶沥 青 的断裂 变形 是基 质 沥青的 7 倍 ，比 SBS 改性沥青高出近 1 倍 。

3 ）可 以有效 的降低行 车噪声。随着公路建设和汽：车工业的发速率必定 会大为增加 ，地基强度 可较快得 到增大 。卸 荷后相 当于突然减少 4 m 多的填土，基底出现 了反弹现象，日后车辆及路面荷载一般都不会超过4 m 多的填土荷载，工后沉降也将会得到保证 。比如该加固区 2005 年 4 月 15 13 ～12 月 20 13 抽真空期 间 ，我们利用沉 降标 观测 ，下沉 量为 0 .883 m ，至 2008 年 8 月 份该桥 头通车两年半无 “跳车”现象 。3 ）从经济 因素考虑 ，真空一堆载 联合预压每平方米约需 费用 120 元 ，而采用粉 喷桩 + 超载 预压每平 方米约需费用 200 元 ，显 然真 空一 堆载 联合 预压 费 用相 对较便 宜 ，且资源 （水 泥 、电）节约很 多 ，达到经济环保 ，因此 真空一堆载联合预压 以较少 的投入取得 了丰厚 的成 果。

6 结 语

1）在解决软 土层 较厚 的地 区，尤其是解决 路基不均匀沉 降与稳定 、桥头 跳车等质量 通病 ，真 空一堆载 联合 预压 法值 得推 广 和借鉴。

2 ）采用真空一堆载联合预压加固高等级公路软基，具有施工方便 、排水 固结快 、路基填筑速度快 、工期 短 、工后沉 降小 的优 点 ，且经济效益和环保十分明显。

参考文献 ：

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[2 ]尹泉，彭振斌.真空预压法在某软基处理中的应用[J].山西建筑 ，2010 ，36（1 1） ：95-96