真空预压加固桥头软基

一、施工方法

1. 前期准备
   • 首先要进行场地平整，清除软基表面的杂物、淤泥等。在软基中按设计要求埋设监测仪器，如孔隙水压力计等，以便监测施工过程中的地基变化情况。
2. 铺设砂垫层
   • 在处理后的地基表面铺设一定厚度（通常为0.5 - 1.0米）的砂垫层，砂垫层要求级配良好，其作用是作为水平排水通道，传递真空压力并使地基中的水能够顺利排出。
3. 打设排水板
   • 在砂垫层上按照一定的间距（一般为1 - 2米）打设塑料排水板。排水板要穿透软土层，其目的是增加地基的竖向排水通道，使软基中的孔隙水在真空压力作用下能够快速向上排出。
4. 密封系统施工
   • 用不透气的密封膜覆盖整个加固区域。密封膜一般采用多层（2 - 3层）铺设，周边要深埋入地基中，并用黏土等密封材料进行密封，防止空气进入加固区，确保真空度。
5. 连接抽气系统
   • 将抽气设备（如真空泵）与密封系统中的管道连接。通过抽气设备不断抽出加固区内的空气，使加固区内形成一定的真空度（一般为80 - 90kPa）。

二、应用

1. 桥头软基处理的优势
   • 在桥头软基加固中，真空预压能够有效减少地基的沉降量。通过降低地基中的孔隙水压力，提高地基土的有效应力，增强地基的承载能力。
   • 它可以避免桥头跳车现象的发生。与传统的软基处理方法相比，真空预压施工工艺相对简单，不需要大量的堆载材料，成本较低，对周围环境的影响也较小。
   • 能够在较短的时间内（一般几个月到一年不等）提高桥头地基的稳定性，保证桥梁与道路连接的平顺性，提高行车的舒适性和安全性。

        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—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一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。（参考《建筑中文网》）

        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e0=1. 405,层厚约14. 5 m~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→清表后铺设下层30 cm砂砾垫层→打设塑料排水板→主、支管定位和安装→铺设上层20 cm砂砾垫层→铺设第一层土工布,其上再铺设两层土工膜→开挖回填密封沟→抽气管道和真空泵连接→预抽真空15 d→填20 cm砂垫层→填筑第一级堆载→进行真空预压→真空预压15 d~30 d→进行第二级堆载至路槽(有等超载继续堆载)→路基稳定后→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 mm PVC管,支滤管为50 mm PVC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/m2,纵横向梯形撕裂不小于140 N,渗透系数不大于5. 0E-11 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/m2,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 m2,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

        进入正常的真空预压期,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。 来源: 《建筑中文网》.

原文网址：http://www.pipcn.com/research/201109/15032.htm