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摘要：进入二十一世纪以来，国内经济飞速发展，随着人们生活质量的逐渐提高，交通状况也逐渐引起了大众的关注。在进行道路软基处理时，经常伴有诸多的问题困扰施工。真空预压法能有效的解决现阶段道桥建设中出现的软土地基稳定性问题，以下对真空预压法在软土地基中的应用现状以及原理进行阐述，并进一步说明相关的施工方法。
关键词：软基处理；真空预压法；应用；施工方法
引言：
真空预压属于排水固结法的一种，真空预压系统由抽真空系统和排水排气系统两部分组成，施工时首先在原地基表面铺垫一定厚度的砂垫层将不透气的薄膜铺设在砂垫层顶面，后将薄膜四周埋入不透水土中，并在土体中打人塑料排水板、袋装砂井等作为竖直排水体，将薄膜下砂垫层中的空气抽出，借埋设于砂垫层中的管道使其形成相对负压。由于砂井渗透性较大，在砂井和砂井周围土体之间形成孔压差，该负压能够快速传递到砂井深部从而使土体中的孔隙水流入砂井并被排出达到固结的目的。
1 真空预压技术的工作原理
所谓的真空预压技术，从某种意义上来讲应称为真空堆载联合预压技术。这一技术的工作原理是在需要加固的软土地基内设立砂井或是塑料排水板等竖向的排水通道，让地面铺设的砂砾垫层作为水平的排水层，并在其上覆盖不透气的土工密封膜与大气隔绝。后经由埋设在砂砾垫层中的吸水通道，应用真空装置进行抽气，并将密封膜内的空气排出，从而使膜内外产生气压差。
2真空预压技术施工工艺
2.1 施工准备
首先应根据设计图纸确定软基处理的施工范围。本工程中需要进行软件处理的范围为一个矩形区域，尺寸为200m*88.3m，接着对施工场地的地面高程进行测量，做好平整处理，确保地面平整密实，同时在适当的位置设置排水沟，加强场地内的排水，确保场地干爽，最后在指定的位置埋设施工沉降观测板和土中观测仪。
2.2 铺设砂垫层
根据本工程的设计要求，设置砂垫层材料采用精、中、粗河砂，铺设砂垫层厚度为50cm，先铺设一半的砂垫层，采用机械对其进行振捣密实，并在场地的边角处预留2m的超宽，作为施工机械调头的空间。塑料排水板施工完成之后，再铺设剩余的一半砂垫层。
2.3 施工排水板
首先应根据设计的要求合理选择施工机械，并购买塑料排水板，材料正式使用之前，应抽样并送检，符合要求方可使用。施工前应根据位置的顺序，在排水板上进行编号，同时按照梅花形进行放样，并在施工桩位上做好桩标记。本工程排水板按照桩间距1.4m，排间距1m的尺寸要求进行布置，确保排水板之间的均间距为1.4m。当进行排水板的施打时，应严格控制好排水板的长度，避免出现回带的问题。在施工过程中应加强对工程的检查，施打完成之后应及时抽检，例如可采用在塔架上系吊锤的方式，以排水板的垂直度进行检查。检查完成后应督促相关人员做好签字确认，这样才能有效确保排水板的施工质量。
2.4铺设真空滤管
在进行完袋装砂井的施工之后，要将砂袋头埋到砂垫层之中，并且要及时整平表面，然后铺设真空滤管。现阶段的真空滤管，多采用的是6cm的PVC管，滤管的纵向布置间距多采用6m，管路连接好后，在其上面铺设20cm厚的砂垫层。抽真空管路要从主滤管上接出，并经密封出膜器通出，并将出膜器与射流式真空泵进行连接。
2.5 铺膜和压膜
为了保证密封膜在堆载的过程中不受损坏，先在砂垫层上先铺一层无纺布，后将压制成型的三层密封聚乙烯膜逐层的铺设。铺膜时选择在无风的天气条件下进行，并且在一天内铺完，最后及时用砂袋压好，每层膜铺设的过程中都要进行检查，必要时还需进行修补。铺膜完成后，要及时设置出膜装置，沿两侧路基的坡脚间隔均匀安装射流式真空泵和观测仪器。
2.6 抽真空预压施工
真空泵连接完成后，首先应对真空泵试抽真空。将真空泵开启，并查看真空计，确定真空度是否能够达设计值，如果达不到要求，应检查机械和薄膜的密封情况，查明原因，并及时采取相应措施进行处理。本工程中一共采用6台真空泵，其中3台作为备用。再试抽真空符合要求后，即可进行抽真空作业。抽真空进行 7d 之后，密封膜下的真空度稳定应在75～78kPa之间，并符合设计及规范要求。为了有效确保真空预压的施工加固效果，真空预压时间需持续20d。在真空预压施工中，有时加固区周边会出现一些较大的裂缝，裂缝较宽，且有进一步扩大的趋势。采用灌浆的措施进行处理可以有效避免裂缝对预压施工造成影响。在抽真空作业过程中，应按时对真空泵的电力供应情况进行检查，并密切关注检测仪表的情况，同时加强对真空泵的检修工作，检修时应避免影响真空值，做好施工相关数据的记录和处理，认真记录好真空度和沉降情况。
3 真空预压法在软基处理中的具体运用
经以上分析软基的具体特点，在实际施工中需做好各项软土加固工作，确保地基稳定、安全。此次将真空预压法运用到软基处理中，对改善软基性能、提升地基加固质量等方面具有重要意义，具体运用包括以下五个方面：
3.1 真空预压法在深层软基处理中的运用
深层软基处理中有效运用真空预压法，可明显缩减软基处理的施工工期，加大真空的压力，运用效果更为明显，相关工作人员在开展试抽真空作业的过程中，应仔细检查各台射流泵实际运转情况、薄膜密封性能是否达到标准要求，一旦出现任何问题，应及时解决。通常情况下，将真空预压法运用到深层真空预压处理工作当中，所需抽真空时间为100～120天，且在满载预压软基施工的过程中，薄膜下的真空压力需超出80kPa。使用真空预压法时，可将软基处理时间提前，真空压力设计标准提高5～10kPa。
3.2 真空预压法在软基施工现场操作中的运用
现场运用真空预压法来进行软基加固处理的施工操作，主要流程是先对工程施工现场进行地质调查，而后按照整个软土地基的地形、土质等来设计相应的排水通道，项目施工团队根据设计图纸制定出相应的项目施工组织计划，并做好软土地基处理前期的各项准备工作，最后施工人员根据施工前期的计划，做好真空预压法运用前期的各项准备工作。例如，软土地基处理人员做好砂垫层的排水作业，做好真空分布管安置、密封膜铺设、真空泵安装、管路连接、抽真空等各项工作，之后仔细检查各个施工设备，并在软基施工人员做好各项目施工处理后，将所使用的各种机械设备全部卸载。
3.3 真空预压法在软基真空预压作业中的运用
真空预压法，所选取的密封膜主要是聚氯乙烯塑、聚乙烯，而聚乙烯或是聚氯乙烯塑料膜等材料，厚度大约在0.12～0.14mm之间，待施工场地整平工作结束之后，软基处理人员在无风、晴朗的天气下铺膜，每铺一层均要认真查看薄膜是否有破损情况，如果破损较为严重，应及时做人工粘补。软基处理人员在开挖密封沟过程中，需保证密封沟内、外坡的坡面平滑且表面没有砂料，沟底宽不小于0.4m，且要保证密封膜与沟底的黏土完全接触。需要注意的是密封沟的回填料需选取纯黏土，并在回填过程中，避免回填料撞击密封膜，从而避免薄膜被回填料击穿。
3.4 真空预压法在软基加固施工中的运用
为提升加固软基施工效果，应做相应的监测、检验，在软土地基加固的地方，设置一个合适的深层分层沉降仪、水位仪、表层沉降盘等仪器设备，对软基进行加固前、后的原状土，做相应的试验，并将试验结果作对比。
4施工过程中常见问题分析及处理措施
（1）加固过程中对地表裂缝原因分析及处理措施
运用真空排水预压法对软土地基加固时，加固区外的土层向加固区收缩移动，土体移动会使地表产生裂缝，当裂缝发展到一定深度会成为漏气的通道，使膜下真空度降低，因此采取相应措施予以密封，一般的做法是发现有漏气时，拌制一定稠度的黏土浆灌到裂缝中，泥浆会在重力和真空吸力的作用下向裂缝深处延伸，泥浆会慢慢填满裂缝，最终堵住裂缝中漏气通道，从而达到密封效果。
（2）抽真空过程中密封膜破损原因分析及处理措施
随着加固过程的进行，地基将发生竖向和水平两个方向上的变形。因此，覆盖于加固区上的密封膜会出现被拉破或被砂垫层中的异物顶破的情况，真空膜破损后，会导致真空度下降，影响抽真空的效果。为保证抽真空的效果，平时在巡视过程中应认真观察，发现类似情况时，及时用专用胶贴膜进行修补，并认真观察真空度，保证加固区的密封效果。
（3）对于相邻处密封墙及公共密封墙施工中处理措施
区域交界处的密封处理的好坏直接关系到真空预压效果，如图1所示在A段密封墙施工完成后，应先将后续区域B段密封墙先行施工3～5m左右，以保证后续区域密封墙施工连续，且不破坏A段密封墙及公共密封墙的密封效果。根据以往施工经验，在密封墙施工完成后，边上砂垫层会慢慢回填，导致密封墙的厚度缩小。如间隔时间过长，将导致密封墙被填埋失效，所以建议在不增加搅拌墙厚度的情况下，加快铺设密封膜的速度。
图 1 密封墙示意图
（4）公共密封墙开裂原因分析及处理措施
两相邻区域共同使用的密封墙（如图2中所示公共密封墙），在两侧反向负压的作用下，密封墙内土体可能会开裂影响密封性。抽真空前在泥浆搅拌桩施工完成后，先在密封墙内踩入一层宽4m的无纺土工布。然后再分两次踩入两层密封膜，踩入深度不小于1m。最后在密封墙内填入膨润土，顶部采用密封膜粘结封堵。在抽真空过程中若出现开裂可拌制一定稠度的黏土浆倒灌到裂缝中，泥浆会在重力和真空吸力的作用下向裂缝深处延伸，效果见图2。
图 2 共用密封墙节点示意图
结束语：
对于真空预压技术来说，可以有效的消除软土地基的有害变形，同时改善软土地基其自身的不良性能，通过采用真空预压排水固结的方法，能够有效的缩短施工周期，减少施工加固的费用，提高加固的效果。现阶段这一方法得到了较为广泛的应用，但是由于现阶段国内的道路地基施工条件较为复杂，同时受到相关技术的限制，这一技术的应用还有待推广。因此，要不断改进该技术的弊端，提高该技术在软土地基施工中的应用效果。
参考文献：
[1]刘君涛，张修华，龚军安. 真空预压法在软基处理中的应用[J].交通科技.2006（01）
[2]贺亚飞，杨芳. 真空预压法加固机理及设计要点[J].四川水泥.2015（08）
[3]彭陟，李海文，刘希灵. 真空预压法在码头软基处理中的应用[J].路基工程.2007（04）
论文作者:云海勇
论文发表刊物:《基层建设》2018年第3期
论文发表时间:2018/5/18
标签：预压论文; 真空论文; 裂缝论文; 真空泵论文; 效果论文; 过程中论文; 土地论文; 《基层建设》2018年第3期论文;