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摘要：真空预压法作为近年来应用较为广泛的一种工艺技术，具有诸多的优点，是软土地基处理加固的有效形式。本文就真空预压法在市政道路软基加固中的应用进行了探讨，结合了相关的具体实例，对真空预压法发的应用作了详细的介绍以及研究，以期能为更好的将其应用于软基加固中提供参考。
关键词：真空预压法；软基加固；市政道路；应用
随着城市化进程步伐的加快，城市规模不断扩大，公路、铁路等市政基础设施建设对城市经济发展的促进作用越来越明显，其中沿海地区的基础设施建设速度较快，但这些地区的地质条件由于具有含水量高、渗透性比较差、压缩性大等特点，在公路等基础设施建设中，容易出现软土路基的沉降过大和路基在填筑过程中不稳定等问题，严重影响到公路的结构性能和行车安全。真空预压法作为近年来应用较为广泛的一种工艺技术，具有诸多的优点，是软土地基处理加固的有效形式，已被广泛应用于软基的加固工程中。
1工程概况
某高新技术产业开发区主、次干道市政工程，拟建道路场地内鱼塘比较多且滩涂地也有多个，3号标工程位于开发区北部，全长3.22km。道路等级为城市次干道，4幅路，双向4车道。拟采用真空联合堆载预压法进行软基处理，排水板打设采用振动沉管或静压式插板机施工，并安装排水板深度自动记录仪。
2工程地质
规划的3号标工程施工区域为海漫滩地貌，经人工回填，场地现大部分路段表层为冲填砂土层，局部为块石回填的临时路，主要表现为蕉林、鱼塘、河流及滩涂地等，地面标高在-2.700～3.500m，地势整体较为平坦。
3工程特点与难点
1）拟建道路沿线路基土上部为松散～稍密的填土，中部为深厚海相淤泥，绝大部分厚度在16～30m，局部达35m，该层厚度大，具有高含水量（60%～90%）、高压缩性、高灵敏度、低强度等特性，具有流变、触变特征，易导致路基沉降和失稳，是本次软土路基处理的主要地层，淤泥层厚度大是本工程的特点。
2）由于淤泥层厚度较大，且含水率较高，在60%～80%，软土路基处理的方法与技术标准、工程造价紧密相关。选择适合本工程的软土路基处理方法，既满足路基的技术标准，又把工程造价控制在合理范围之内是本工程的难点。
4软土路基处理技术要求
4.1软土路基处理目的
道路软土地基经过处理后，使用期内不发生较大的沉降和不均匀沉降，路面结构完整和车辆行驶平稳、安全、舒适。同时，路基在施工期和使用期间不发生局部和整体破坏。
4.2软土路基处理技术标准
次干道C号：路面设计使用年限（15年）内工后沉降为50cm。小型构筑物（箱涵、人行通道）工后沉降为20cm。
5处理方法的选择
软土路基处理方法根据软土层厚度、物理力学特征、技术经济比较及使用要求等综合因素确定。
根据本工程软土路基处理的特点和难点，在路基处理方法的选择上，采用以处理费用相对较低的排水固结法为主要处理方法，利用路堤自重作为预压荷载；在排水固结法的具体做法上，用真空联合堆（超）载的方法加速路基软土的固结，确保路基稳定，并缩短工期。路堤总沉降量、固结度及工后沉降量要求，结合专家咨询会议意见确定。为了减小未來管廊宽度范围内的沉降，将路堤两侧管廊范围与路堤一起处理。
6真空联合堆载预压原理
1）塑料排水板堆载预压是将带状塑料排水板用插板机将其插入软弱土层中，组成垂直和水平排水体系，然后在地基表面堆载预压（或真空预压），土中孔隙水沿塑料板的沟槽上升溢出地面，从而可加速软土地基的沉降过程，使地基得到压密。
2）真空预压地基是以大气压力作为预压荷载，它是先在需加固的软土地基表面铺设1层透水砂垫层或砂砾层，再在其上覆盖一层不透气的塑料薄膜或橡胶布，四周密封好与大气隔绝，在砂垫层内埋设渗水管道，然后与真空泵连通进行抽气，使透水材料保持较高的真空度，在土的孔隙水中产生负的孔隙水压力，将土中孔隙水和空气逐渐吸出，从而使土体固结。
3）真空-堆载联合预压方法综合上述两种施工方法，整合并同时进行。真空预压期间，受真空预压荷载的影响，加固土体产生侧向收缩变形，而在堆载预压期间，土体受堆载影响，加固土体产生侧向挤出变形，上述两种变形在施工过程中可相互抵消，从而可以使堆载的速度加快但不会使路基失稳。
4）真空-堆载联合预压方法的优点①缩短了固结时间；②土体侧向变形很小，地基不会发生剪切破坏；③设备和工艺简单。
通过抽气和竖向排水体导水气作用，使膜下土体与外部空气形成压差，把大气压作为荷载，并在真空预压压力稳定一段时间（连续10d膜下真空压力达到80kPa）后分层加载土方，形成超载预压，达到软土固结目的。真空联合堆载预压可加快软土固结，减少土方堆载和稳定边坡作用。
7主要施工过程
1）原地表清基，清除地表土，耕植土厚度控制在30cm左右。围堰施工，吹填砂含泥量<15%，设计标高为2.000m，整平。打设黏土密封墙，单轴搅拌体直径700mm，搭接宽度200mm，密封墙宽度≥1.2m。采用“四搅四喷”的施工工艺。黏土浆用黏土与膨润土制作，黏土掺入量≥10%，膨润土掺入量≥10%，膨润土粒度：100～300目通过率>90%，泥浆相对密度1.3。黏土密封墙应穿过透水层进入不透水层≥1m，且深度≥10m。
2）铺设60cm中粗砂垫层，砂应是具有良好透水性的中粗砂，其渗透系数≥5×10-3cm/s，含泥量应<5%。进行一般观测断面观测仪器埋设。
3）观测地表沉降，打设塑料排水板。排水板打设采用振动沉管或静压式插板机施工，并按照排水板打深自动记录仪。排水板为C型板，极芯材料为非再生料。排水板正方形布置，间距1m，长18.5～25m，打入土中的排水板不允许有接头，排水板在砂垫层面以上外露≥200mm，端头应折弯埋入砂垫层内，并用中粗砂填满插板时在板周围形成的孔洞。打设时回带不得>500mm，且回带的根数不宜超过总根数的5%，排水板平面定位偏差应<50mm；杂填土中插板困难时可引孔。 4）埋深重点断面监测仪器，开始监测工作。
5）场地清理二次整平，铺设滤管，安装真空设备。
①主管与滤管
主管不打孔，滤管应均匀打孔后（φ6mm，间距100mm，交错打孔）外包200g/m2土工布。两根主（滤）管之间用钢丝橡胶管连接并扎紧，钢丝橡胶管的长度应留有富余长度，满足路基沉降后不致拉脱的要求。滤管埋在砂垫层中部，所有仪器设备的出膜装置应与滤管同时埋设。
②真空泵
真空泵选用射流式，电机功率≥7.5kW，真空泵的动力不得采用汽、柴油机。泵后真空壓力应≥96kPa。真空泵应配置真空表、止回阀、闸阀，真空表应经计量部门检测合格。真空泵应尽量布置在加固区域四周，不应集中或单侧布置，每800m2处理面积安装1台真空泵。各加固区应配备1～2台真空泵以备用。
6）开挖密封沟（密封沟的深度应至不透气土层以下，且≥1.5m，密封沟采用黏土回填并压实），铺设密封膜，恢复地表沉降观测点至密封膜上。
7）真空加载并观测地表沉降、水平位移和膜下真空压力等。
8）密封膜上、下土工布，中粗砂顶面铺设1层无纺土工（200g/m2）、密封膜3层、1层无纺土工布，连续10天膜下真空压力达到80kPa后，铺设上层土工布及50cm中粗砂垫层，分级填筑路堤至设计路床顶面高程。
9）真空联合堆载预压（90+30）d后，由监测单位提供监测评估报告，设计单位根据评估报告判断是否真空卸载；具体如图2，3所示。
8真空卸载卸载技术要求
1）满载预压时间达到（90+30）d，超过设计周期天数。
2）路面设计使用年限（15年）内，次干道（C，E，G）工后沉降≤50cm。
3）连续15d的沉降速率≤2mm/d。根据卸载技术要求及《真空预压加固软土地基技术规程》JTS147—2—2009推荐方法分析评估，已达到真空卸载的基本条件和设计条件，可以卸载。
9软土地基加固效果分析
该路段经十字板试验与钻孔取土试验检测结果的分析，软基处理后效果如下。
1）十字板抗剪强度由加固前的5.73～14.03kPa，增长到加固后的40.13～44.44kPa，平均增长了1.92～6.22倍。
2）钻孔取土试验结果：①含水率由加固前的51.3%～56.1%，降低到加固后的35.4%～47.1%，加固后比加固前含水率降低了10.1%～31.0%；②孔隙比由加固前的1.423～1.526，降低到加固后的1.078～1.271，加固后孔隙比比加固前降低了12.5%～24.2%；③直接快剪凝聚力由加固前的5.7～7.9kPa，增长到加固后的8.6～10.5kPa，加固后直剪凝聚力增长了8.9%～52.6%。
10结语
综上所述，我国的基础设施建设进入了一个高速发展的使其，尤其以公路的建设最为突出，对于公路的软土地基处理来说，真空预压法是一种较为理想的加固方法。本文就真空预压法在市政道路软基加固中的应用进行了探讨，相信对类似道路工程软基加固的处理有一定的参考借鉴作用。
参考文献：
[1] 赵艳平.真空预压法在软土地基加固中的应用[J].城市建设理论研究.2013（20）.
[2] 蔡克术.真空堆载联合预压法在公路软基加固中的应用[J].城市建设理论研究.2013（07）.
关键词：真空预压法；软基加固；市政道路；应用
随着城市化进程步伐的加快，城市规模不断扩大，公路、铁路等市政基础设施建设对城市经济发展的促进作用越来越明显，其中沿海地区的基础设施建设速度较快，但这些地区的地质条件由于具有含水量高、渗透性比较差、压缩性大等特点，在公路等基础设施建设中，容易出现软土路基的沉降过大和路基在填筑过程中不稳定等问题，严重影响到公路的结构性能和行车安全。真空预压法作为近年来应用较为广泛的一种工艺技术，具有诸多的优点，是软土地基处理加固的有效形式，已被广泛应用于软基的加固工程中。
1工程概况
某高新技术产业开发区主、次干道市政工程，拟建道路场地内鱼塘比较多且滩涂地也有多个，3号标工程位于开发区北部，全长3.22km。道路等级为城市次干道，4幅路，双向4车道。拟采用真空联合堆载预压法进行软基处理，排水板打设采用振动沉管或静压式插板机施工，并安装排水板深度自动记录仪。
2工程地质
规划的3号标工程施工区域为海漫滩地貌，经人工回填，场地现大部分路段表层为冲填砂土层，局部为块石回填的临时路，主要表现为蕉林、鱼塘、河流及滩涂地等，地面标高在-2.700～3.500m，地势整体较为平坦。
3工程特点与难点
1）拟建道路沿线路基土上部为松散～稍密的填土，中部为深厚海相淤泥，绝大部分厚度在16～30m，局部达35m，该层厚度大，具有高含水量（60%～90%）、高压缩性、高灵敏度、低强度等特性，具有流变、触变特征，易导致路基沉降和失稳，是本次软土路基处理的主要地层，淤泥层厚度大是本工程的特点。
2）由于淤泥层厚度较大，且含水率较高，在60%～80%，软土路基处理的方法与技术标准、工程造价紧密相关。选择适合本工程的软土路基处理方法，既满足路基的技术标准，又把工程造价控制在合理范围之内是本工程的难点。
4软土路基处理技术要求
4.1软土路基处理目的
道路软土地基经过处理后，使用期内不发生较大的沉降和不均匀沉降，路面结构完整和车辆行驶平稳、安全、舒适。同时，路基在施工期和使用期间不发生局部和整体破坏。
4.2软土路基处理技术标准
次干道C号：路面设计使用年限（15年）内工后沉降为50cm。小型构筑物（箱涵、人行通道）工后沉降为20cm。
5处理方法的选择
软土路基处理方法根据软土层厚度、物理力学特征、技术经济比较及使用要求等综合因素确定。
根据本工程软土路基处理的特点和难点，在路基处理方法的选择上，采用以处理费用相对较低的排水固结法为主要处理方法，利用路堤自重作为预压荷载；在排水固结法的具体做法上，用真空联合堆（超）载的方法加速路基软土的固结，确保路基稳定，并缩短工期。路堤总沉降量、固结度及工后沉降量要求，结合专家咨询会议意见确定。为了减小未來管廊宽度范围内的沉降，将路堤两侧管廊范围与路堤一起处理。
6真空联合堆载预压原理
1）塑料排水板堆载预压是将带状塑料排水板用插板机将其插入软弱土层中，组成垂直和水平排水体系，然后在地基表面堆载预压（或真空预压），土中孔隙水沿塑料板的沟槽上升溢出地面，从而可加速软土地基的沉降过程，使地基得到压密。
2）真空预压地基是以大气压力作为预压荷载，它是先在需加固的软土地基表面铺设1层透水砂垫层或砂砾层，再在其上覆盖一层不透气的塑料薄膜或橡胶布，四周密封好与大气隔绝，在砂垫层内埋设渗水管道，然后与真空泵连通进行抽气，使透水材料保持较高的真空度，在土的孔隙水中产生负的孔隙水压力，将土中孔隙水和空气逐渐吸出，从而使土体固结。
3）真空-堆载联合预压方法综合上述两种施工方法，整合并同时进行。真空预压期间，受真空预压荷载的影响，加固土体产生侧向收缩变形，而在堆载预压期间，土体受堆载影响，加固土体产生侧向挤出变形，上述两种变形在施工过程中可相互抵消，从而可以使堆载的速度加快但不会使路基失稳。
4）真空-堆载联合预压方法的优点①缩短了固结时间；②土体侧向变形很小，地基不会发生剪切破坏；③设备和工艺简单。
通过抽气和竖向排水体导水气作用，使膜下土体与外部空气形成压差，把大气压作为荷载，并在真空预压压力稳定一段时间（连续10d膜下真空压力达到80kPa）后分层加载土方，形成超载预压，达到软土固结目的。真空联合堆载预压可加快软土固结，减少土方堆载和稳定边坡作用。
7主要施工过程
1）原地表清基，清除地表土，耕植土厚度控制在30cm左右。围堰施工，吹填砂含泥量<15%，设计标高为2.000m，整平。打设黏土密封墙，单轴搅拌体直径700mm，搭接宽度200mm，密封墙宽度≥1.2m。采用“四搅四喷”的施工工艺。黏土浆用黏土与膨润土制作，黏土掺入量≥10%，膨润土掺入量≥10%，膨润土粒度：100～300目通过率>90%，泥浆相对密度1.3。黏土密封墙应穿过透水层进入不透水层≥1m，且深度≥10m。
2）铺设60cm中粗砂垫层，砂应是具有良好透水性的中粗砂，其渗透系数≥5×10-3cm/s，含泥量应<5%。进行一般观测断面观测仪器埋设。
3）观测地表沉降，打设塑料排水板。排水板打设采用振动沉管或静压式插板机施工，并按照排水板打深自动记录仪。排水板为C型板，极芯材料为非再生料。排水板正方形布置，间距1m，长18.5～25m，打入土中的排水板不允许有接头，排水板在砂垫层面以上外露≥200mm，端头应折弯埋入砂垫层内，并用中粗砂填满插板时在板周围形成的孔洞。打设时回带不得>500mm，且回带的根数不宜超过总根数的5%，排水板平面定位偏差应<50mm；杂填土中插板困难时可引孔。 4）埋深重点断面监测仪器，开始监测工作。
5）场地清理二次整平，铺设滤管，安装真空设备。
①主管与滤管
主管不打孔，滤管应均匀打孔后（φ6mm，间距100mm，交错打孔）外包200g/m2土工布。两根主（滤）管之间用钢丝橡胶管连接并扎紧，钢丝橡胶管的长度应留有富余长度，满足路基沉降后不致拉脱的要求。滤管埋在砂垫层中部，所有仪器设备的出膜装置应与滤管同时埋设。
②真空泵
真空泵选用射流式，电机功率≥7.5kW，真空泵的动力不得采用汽、柴油机。泵后真空壓力应≥96kPa。真空泵应配置真空表、止回阀、闸阀，真空表应经计量部门检测合格。真空泵应尽量布置在加固区域四周，不应集中或单侧布置，每800m2处理面积安装1台真空泵。各加固区应配备1～2台真空泵以备用。
6）开挖密封沟（密封沟的深度应至不透气土层以下，且≥1.5m，密封沟采用黏土回填并压实），铺设密封膜，恢复地表沉降观测点至密封膜上。
7）真空加载并观测地表沉降、水平位移和膜下真空压力等。
8）密封膜上、下土工布，中粗砂顶面铺设1层无纺土工（200g/m2）、密封膜3层、1层无纺土工布，连续10天膜下真空压力达到80kPa后，铺设上层土工布及50cm中粗砂垫层，分级填筑路堤至设计路床顶面高程。
9）真空联合堆载预压（90+30）d后，由监测单位提供监测评估报告，设计单位根据评估报告判断是否真空卸载；具体如图2，3所示。
8真空卸载卸载技术要求
1）满载预压时间达到（90+30）d，超过设计周期天数。
2）路面设计使用年限（15年）内，次干道（C，E，G）工后沉降≤50cm。
3）连续15d的沉降速率≤2mm/d。根据卸载技术要求及《真空预压加固软土地基技术规程》JTS147—2—2009推荐方法分析评估，已达到真空卸载的基本条件和设计条件，可以卸载。
9软土地基加固效果分析
该路段经十字板试验与钻孔取土试验检测结果的分析，软基处理后效果如下。
1）十字板抗剪强度由加固前的5.73～14.03kPa，增长到加固后的40.13～44.44kPa，平均增长了1.92～6.22倍。
2）钻孔取土试验结果：①含水率由加固前的51.3%～56.1%，降低到加固后的35.4%～47.1%，加固后比加固前含水率降低了10.1%～31.0%；②孔隙比由加固前的1.423～1.526，降低到加固后的1.078～1.271，加固后孔隙比比加固前降低了12.5%～24.2%；③直接快剪凝聚力由加固前的5.7～7.9kPa，增长到加固后的8.6～10.5kPa，加固后直剪凝聚力增长了8.9%～52.6%。
10结语
综上所述，我国的基础设施建设进入了一个高速发展的使其，尤其以公路的建设最为突出，对于公路的软土地基处理来说，真空预压法是一种较为理想的加固方法。本文就真空预压法在市政道路软基加固中的应用进行了探讨，相信对类似道路工程软基加固的处理有一定的参考借鉴作用。
参考文献：
[1] 赵艳平.真空预压法在软土地基加固中的应用[J].城市建设理论研究.2013（20）.
[2] 蔡克术.真空堆载联合预压法在公路软基加固中的应用[J].城市建设理论研究.2013（07）.