摘要：真空预压塑料排水板法加固软土地基是近年来在软土地基处理中比较常用的方法。通过工程实例介绍了真空预压法的基本工作原理、施工工艺，讨论了其在施工过程中容易出现的问题及处理方法。研究表明，采用塑料排水板作为软基纵向排水体加固软基效果明显。同时，与其他软基加固方法相比，该方法具有工期短、土基强度增长快、路基沉降值小且稳定的特点。
关键词：真空预压；塑料排水板；软土地基；施工技术
真空预压法及真空联合堆载预压法作为一种较为有效的软土地基处理方法，具有诸多优点。近年来，该法在高速公路软基处理中得到广泛应用。
1.真空预压原理
真空预压塑料排水板法是近年来迅速发展起来的一种新的软基处理方法，它主要包括加压和排水两个子系统。加压系统是由借助于覆盖在砂砾垫层上的不透气薄膜，用真空泵来形成的负压、密封薄膜上的外加堆载以及由于地下水位的降低使土体由饱和容重变为湿容重而产生的附加应力组成；而后者则包括水平向和竖向排水系统，竖向排水系统一般由塑料排水板组成，水平排水系统一般由砂垫层以及埋入其中的PVC排水管组成。地下水在荷载作用下产生径向渗流，汇集到砂砾垫层中并由真空排水系统排出，使土体有效应力增加，同时达到土体固结的目的。
2.真空预压法软基的排水技术
试验路段某公路为载体。其位于某村的一条沟，沟底地表为冲洪积沉积的软土地基，地下水位较高，地质情况较为复杂，施工中为保证软基在较短时间内达到加固效果，采用真空加联合堆载预压法进行处理。
2.1施工工艺流程。先在软基区打下间距1.3m 的塑料排水板，其顶部与软土层找平；然后在塑料排水板上面填筑30cm砂砾垫层，并在砂砾垫层中铺设用塑料窗纱包裹的有孔硬质滤管，滤管主要顺沟以长向布置为主，按矩形排列方式布置，滤管间距为7．5m；垂直向布置3排，间距为59m，滤管埋深15cm；同时挖筑压膜沟，在压膜沟内铺筑起保护作用的土工布，然后在土工布上铺设密封滤膜后的路基第一层厚约1．Om的素土；用真空泵、射流箱等装置抽吸使膜下形成70-80kPa的负压，并通过该装置将软土中的水分和空气抽出，运行可达到加速软基土体固结、提高软基承载力的目的；同时配合施工对路基的地表沉降、分层及深层沉降、侧向位移、孔隙水压力及地下水位的变化进行动态监测，掌握路基沉降变化规律。
2.2施工技术措施
良好的施工质量需要严密的工序来保障。在该试验路的施工过程中，我们针对真空预压法提出了较高的施工技术要求，同时对工序采取了相应的技术保障措施。
塑料排水板
（1）塑料排水板的施工质量在很大程度上取决于施工机械的性能。在打设排水板时严禁出现扭结、断带和撕破滤布等现象，要求板的回带长度不得大于50cm，且剪断的排水板应在砂砾垫层以上大于20cm，桩尖对准桩位标记偏差应控制在±7cm范围之内，桩管的垂直度偏差应不大于±1．5％。
（2）桩尖平端与导管靴口配合处应符合要求，避免桩尖与导管靴口产生错缝，防止在打设过程中淤泥进入导管。
（3）在进行排水板的对接时，为防止排水通道的阻塞，应将板头两端滤布剥开，使芯板相连，再将滤布套在一起，用l0 铅丝制成的u型钉钉牢（要求搭接长度应大于20cm）。
（4）导管进口处安装尼龙导向轮，避免出现排水板扭结现象和撕破滤膜。
（5）采用钢尺放线，在桩尖对位时严格控制误差在±70mm范围内，确保桩位放线精确；要求塑料排水板的打设垂直度控制在1．5％以内。
（6）为保证已打过的排水板头不被打设机及其他机械碾压破坏，应将排水板头临时卷入板洞内，待机械过后再将板头提出。
（7）用砂石料填满并捣实塑料板周围的打设孔洞，以保证纵向排水通道的畅通。
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真空滤管
根据试验路的场地条件，滤管主要是顺沟向布置为主，采用硬质塑料管、按矩形排列方式布置；滤管间距为7．5m和8.Om，垂直向布置3排，间距为59m，滤水管埋深为15cm。
（1）编织布。考虑到真空密封膜直接接触砂垫层，易被砂粒刺破，需在砂砾垫层上覆盖一层编织布，保护密封膜。密封膜的施工是真空预压的关键。在铺设前，一定要先检查场地的平整性、清除场地内有尖刺的杂物。要求采用密封性能及韧性较好、抗老化能力及抗穿刺能力均较强的聚氯乙烯薄膜，铺设3层，铺设前应在工厂热合成型，且每道缝热合两次，确保有足够的拉力。因密封膜厚度较薄，故在铺设过程中应随时检查每层薄膜的完整性，发现破损及漏洞后及时采用PVC641胶进行粘补。
（2）压膜沟。压膜沟按设计要求挖至粉质粘土以下50cm，压膜沟壁用铁锨铲平，要求光滑，不能有隆起或尖刺；然后将密封膜顺沟压人，开始回填粘土，并在土中加入一定量的水，分层用人工踩实，以确保压膜沟部位的密封性。
（3）土工布及砂砾垫层。因该沟填方高度为28.9m，属于高填方路段，为保护密封膜在施工中不被破坏，要求在膜上铺设300g／m2的土工布一层，其铺设采用现场缝制而成；并且在铺设土工布时，随时清理膜上残留的砂粒，以确保密封膜的气密性。铺设完土工布后，在上面再铺30cm砂垫层，以缓冲上部路基填土时机械碾压对密封膜的影响，然后进行路基第一层约1．0m的素土填筑，该层土的填筑可采用施工机械进行，但需采用静压法碾压。
（4）真空泵及真空预压。因真空管路中设置了一定量的止回阀和截门，要求管路各连接点需严格进行密封处理，确保真空泵的正常运行。应严格按操作规程进行真空预压的操作，在抽真空过程中定时作好膜下真空度及泵上压力的记录，如发现异常，及时采取应对措施，避免影响软基加固。
3.真空预压法软基的排水技术措施
3.1塑料排水板管靴的改进。对试验区地质资料分析，该土层为次生性黄土，土质较硬，含砂量较大，在施工过程中出现插板时回带较为严重的现象，经过反复试验，决定利用水泵往导管内注水，以增加导管内的压力来克服排水板的回带问题，并在导管口采用φ16圆钢加工而成的圆型管靴。这一方案的实施，不仅解决了塑料排水板的回带问题，克服了导管口的进泥现象，而且因圆型管靴加工方便、快捷，保证了该试验区塑料排水板施工质量及工期，降低了施工成本。
3.2真空射流装置的改进。考虑到射流真空装置离心泵和电机裸露在外面，遇到阴雨天气需要停泵进行遮盖的问题，经过改进，将现在流行的离心泵式射流真空装置改成潜水泵式射流真空装置，并将射流箱与真空泵共同安装在一起，同时电缆采用防水绝缘型密封电缆，不仅缩短了抽水途径，而且提高了在雨季施工的工作效率。
结论
（1）在公路软基处理过程中，采用真空预压法可以达到加固软基的目的，而且该方法具有缩短预压工期、节约成本、提高加固效果的特点，通过实践证明是一种较为经济合理的软基处理方法。
（2）在真空预压处理方法中，纵向排水体系的性能直接影响加固效果。通过理论分析、实测数据比较等证明，采用塑料排水板作为纵向排水体，其真空传递、加固效果等方面都优于袋装砂井等其他方法。
（3）实践证明，塑料排水板深度范围内的土体，在真空压力作用下均发生向路堤中轴线的水平位移，在路堤填筑荷载作用下发生朝坡脚向的水平位移。向路堤中轴线的水平位移远大于朝坡脚向的位移，说明土体在真空预压后路堤填筑荷载作用下基本等于竖向的单向压缩变形，路基是稳定的。
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论文作者:林爱军
论文发表刊物:《基层建设》2018年第31期
论文发表时间:2018/12/17
标签：预压论文; 真空论文; 排水板论文; 塑料论文; 砂砾论文; 导管论文; 路基论文; 《基层建设》2018年第31期论文;