公路工程施工中真空联合堆载预压技术的应用

张明明

摘 要：近年来，随着我国经济的快速增长，公路建设行业也得到了突飞猛进的发展，在公路建设中，软土地基问题一直受到人们的关注。在公路工程软基加固施工中，真空联合堆载预压技术作为主要的组成部分，具有施工速度快、操作简单以及施工文明等特点，真空联合堆载预压技术的实施能够快速排水冻结深厚软土层地基，防止沉降现象在施工以后出现，工程施工的整体质量受施工技术水平高低的直接影响。本文主要围绕真空联合堆载预压技术加固机理，重点分析了真空联合堆载预压技术的施工工艺及质量控制，希望能够给今后的公路工程施工提供技术参考。

关键词：公路工程；真空联合堆载预压技术；施工工艺

中图分类号：U416.1 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）01-0114-02

近年来，随着公路事业的快速发展，诸多问题也随着出现。有些公路工程路面在使用期限内出现一定的损坏。现如今，各地的交通量都在不断加大，车辆载荷也在日益加重，超负荷工作在公路工程中频繁出现，施工单位需要根据实际情况，通过切实有效的技术对其进行处理，从而使公路工程的整体质量得到有效提升，使公路上车辆行驶更加的安全和舒适。在公路工程软基加固施工中，真空联合堆载预压技术作为重要施工技术得到了广泛的推广应用，并使道路工程的整体质量得到大幅提升，意义重大。

1 真空联合堆载预压技术加固机理

通过长期的实践能够看出，在公路软基加固工程中，真空联合堆载预压技术的规范应用具有良好的加固效果。通过应用该技术，不但能够有效处理路堤填筑过程中存在的稳定性问题，而且能够使施工周期及工后沉降大大降低。真空联合堆载预压技术主要是用薄膜密封需要加固的软基，从而使大气得到隔离。与此同时需要将真空通过射流泵进行抽离，将加固区内的空气与水通过加固体表面铺设的管道和竖向排水体袋装砂井进行抽出，从而使真空状态形成。这个时候地表砂垫层将会有负压出现，同时向深度方向继续延伸，对附近土体进行扩散，从而使加固土体内部。排水管道及砂垫层出现压差。在压差的作用下，土体孔隙水通过排水通道进行不断排除，从而使孔隙水压力有效降低，达到压密土体的作用，有效提升公路工程的整体施工质量（图1）。

2 公路工程施工中真空联合堆载预压技术的作用

（1）地基稳定性得到增强。真空联合堆载预压技术需要在真空预压的前提下进行堆载荷外载的施加。负压状态将会在真空的作用下出现，从而使向内收缩变形的情况在土体中出现，能够有效抵挡因堆载引起的向外挤出变形情况。正因为这个原因，填土施工使地基的稳定性得到有效增强。另外，向内收缩变形的情况出现在地基中，也就是在路基两边施加反压护道，这种情况的出现会有效增强抗滑力矩，通过上述能够看出，在公路施工中将真空抽出形成负压有利于路基稳定。

（2）加固效果得到提升。加固深度受孔隙水压力深度变化的直接影响。在软基加固中应用真空联合堆载预压技术，真空度是改变孔隙水压力的主要因素。通过长期实践能够看出，真空度沿深度的衰减要低于堆载时总应力沿深度的衰减程度。因此，相比于堆载预压相比，真空联合堆载预压技术能够多出许多的加固深度。真空联合堆载预压技术的快速固结效果也对路基的强度产生一定影响。

3 真空联合堆载预压技术的施工工艺

在公路施工过程中，各个施工阶段都有着密切的联系，一旦某一阶段有问题出现，就会影响施工的整体质量，甚至造成严重损失。真空联合堆载预压技术在公路施工中应用时，为了避免出现安全事故，施工单位需要对真空联合堆载预压施工加强重视，根据施工区域的地质条件和自然条件，对其技术水平不断提高，对施工工序有效规范，从而提高公路施工质量。

（1）首先要在软土地基上设置排水通道，按照相关施工要求在其上部铺设砂垫层，随后实施打袋装砂井作业，控制其长度到淤泥层打穿为止，一般情况下间距要适当控制在1.5米左右。

（2）埋設监测仪器。根据施工现场的路基实际情况，在试验段设置两个监测断面，同时正确埋设空隙水压力仪、测斜仪、真空度测定仪以及表面沉降板等仪器，实时监测软基加固施工前后应力和应变变化情况。

（3）清理场地及安装排水管道。清理干净砂垫层表面杂物，在其表面上加铺密封膜，防止表现出现损坏情况。接下来需要安装真空排水管道。如果是对高速公路进行施工，长条为其主要路堤形状，需要设置主管和滤管两种排水管道。一般情况下，主管选用直径为6厘米的管道，顺着纵向设置两条间隔30米的，将两条直径6厘米的滤管管道每个6米设置在主管两边，在砂垫层顶部将主管和滤管通过软管连接起来，使其为鱼骨状，并将滤管埋入软基内。

（4）在主管内通过密封膜和射流泵接入真空管路，通过1台射流泵控制600—800m2的加固区。在连接管道时，要使其连接的稳固性和密封性得到保障。

（5）在完成管道铺设以后，需要铺设密封膜。在对密封膜进行选择时，要确保其抗老化性良好。韧性高且抗穿刺性和密封性较高。目前主要使用的密封膜为聚氯乙烯薄膜，主要原因在于该薄膜的厚度为0.14—0.16之间。然后再加固区周围开挖密封沟，开挖深度必须大于1.5米，并且能够穿过淤泥层50厘米。密封膜必须在沟内实施锚固翻转作业，选用粘性土进行回填施工，从而使土体密实度有效增强，同时实施围堰构筑注水密封。

（6）密封膜铺设。密封膜需要选用内聚乙烯或聚氯乙烯薄膜材质，厚度控制在0.12—0.17毫米的范围内，与软基加固区边长相比，密封膜边长需要多出3—4米。为使密封达到最佳效果，可以将密封膜埋设在密封沟内，第一层密封膜的埋设深度需要大于1米，然后按要求铺设第二、三层密封膜。在对密封膜进行铺设时，需要防止损坏到密封膜，从而使施工质量得到有效提高。

（7）抽真空预压。供电线路确保正常以后，对真空进行抽离，实时检查漏气情况。在施工过程中，抽真空装置为真空射流泵系统，型号为IS型，真空射流泵额定功率选用7.5KW的，控制真空压力大于0.096MPa，从而使其满足真空预压的要求。在施工时，要严格控制抽真空速率，能够使软基在加固时，范围土体不会产生瞬间破坏。因此，需要先开启一般的真空泵，通过检测，真空度符合要求，达到650毫米泵柱，同时没有漏气现象发生，才能够开启全部真空泵。

（8）堆载及卸载。当膜内真空度在86.6KPa以上且稳定2—3d后才能够进行堆载作业。堆载施工以前，需要在密封膜上面铺设一层土工布，防止在回填土料过程中严重损害到密封膜，第一层填料可选择石粉或细砂等，防止对密封膜造成损坏。在填筑过程中，需要按照设计要求对土层进行分层填筑施工，碾压时需要根据施工要求分层进行，从而使路基压实度与施工规定相符合，并且高程达到设计要求。在停泵作业前20d，需要将堆载施工完成。

4 公路工程施工中真空联合堆载预压技术的质量控制

（1）测试真空度。密封膜下面的真空度只有超过80kPa并趋于稳定，才能够算是真空预压的正常阶段，假如假如真空堆载预压正常阶段超过三个月，加固区中心点沉降率的平均值连续5—6d都低于2mm/d时，可以实施停机卸荷作业，完成卸荷后进行验收。

（2）测试空隙水压力。对孔隙水压力进行多次的定时测试，通常情况下平均1d一按测量2—3次，从而充分了解在抽填过程中土体内空隙水压力的变化情况。

（3）观测表面沉降。在袋装砂井施工过程中及真空预压后认真观测表面沉降情况，从而充分了解沉降速度、沉降总量等。

（4）觀测侧向位移。促使路基中心在真空预压的作用下出现负压区，也可以说是在土体上施加围压，这种情况下侧向位移的主要趋势是逐渐移动至路基中心。在进行填土施工时，可能会出现向路基外移动的侧向位移，不过这个时候的位移量相对较小，且不会危害到路基的安全性。

5 结语

近年来，我国不断进步的科学技术使道路施工的安全性和舒适度越来越高。在公路施工过程中，想要使工程质量得到有效提升，必须选择与之适应的施工技术，严格操作规范，加强质量控制，这些内容在施工中都是需要注意的重点。在公路工程建设中，真空联合堆载预压技术的有效应用，不但使施工工期有效缩短，而且使公路工程质量得到进一步提高，实现了公路工程的经济和社会效益的“双丰收”，促进了公路事业的健康可持续发展。

参考文献：

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[2]王彪，黄群杰.真空联合堆载预压技术在公路路基加固施工中的应用[J].交通建设与管理月刊，2014.

[3]韩伟华.高速公路软基加固工程中真空联合堆载预压技术的应用[J].交通建设与管理月刊，2015.

[4]杨芳，周立会.真空联合堆载预压技术在现代公路工程施工中的应用[J].中国新技术新产品，2011.