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【摘要】：近年来真空联合堆载预压在高速公路、一级公路的软基处理上较为常用，该软基处理方法具有处理效果好、施工工期短、经济效益好等优点。本文通过我公司在青岛市双积公路的施工情况，简要介绍真空联合堆载预压法软基处理施工工艺。
【关键词】：真空堆载预压软基处理施工
1.工程概况
青岛双积公路位于青岛市城阳区，沿线地表多为虾池、盐池及滩涂地，地貌类型为滨海堆积平原，其上部滨海相淤泥、淤泥质粘土属不良地基土，具有高压缩性，高灵敏度，欠固结，抗剪强度低，分布广泛，厚度较大（平均厚度约为10m）。路基下面原有软土层，含水量大，强度低，属高压缩或中等压缩性软土。工程性质差，不能直接满足地基的变形及特定要求，根据设计地质图纸，在淤泥层厚度大于4米的地段采用真空联合堆载预压法进行软基处理。
2.真空预压联合堆载预压的加固机理
真空联合堆载预压是在软基处理区四周设置止水帷幕后打设塑料排水板，铺设密封膜并抽真空，利用大气负压代替堆载对软基进行预压，联合堆载，使软基中的孔隙水固结排出，达到消除沉降，提高土体强度的目的。路基高度小于3米时，堆载30Kpa，路基高度大于3米时，堆载40Kpa。软基处理深度小于8m时，抽真空有效时间约为90天，软基处理深度大于8米时，抽真空有效时间约为120天，最终按照卸载标准确定。
3.施工工艺
3.1总体施工工艺流程
3.1.1测量放线，标识各区块的角点，测放场地的标高。
3.1.2 进行场地平整，并铺设土工布，软弱路段铺设一层土工格栅。
3.1.3土工布完成后，开始工作垫层施工。
3.1.4工作垫层施工后，紧接着施工排水砂垫层。
3.1.5排水砂垫层形成一定面积后，塑料排水板开始施打，止水帷幕开始施工。
3.1.6塑料排水板施工完成一个区后，进行真空预压工艺施工，并试抽真空。
3.1.7当真空度达到设计要求以后，在膜面上铺设保护土工布。
3.1.8当膜下真空度稳定到650mm汞柱以后，抽真空压力达到设计要求并稳定后，再进行堆载预压施工，并继续抽真空。
3.1.9抽真空有效时间满足设计要求后，进行卸载。
3.2主要工序施工方案
3.2.1塑料排水板：
1).砂垫层铺设到一定规模后,立即组织设备进场并进行组装调试，并且做好安全防范措施。
2).在砂垫层上放样中桩和边桩,以及施工区的起止桩号，然后定出板位(用钢尺按图纸设计板位，用竹签或排水板芯等插入垫层作标记)，做好标记。
3).打设排水板采用套管打法,插板机移机定位，安装排水板桩靴，打设机定位时管靴与板位标记偏差应控制在100mm范围内, 塑料排水板平面间距偏差不大于50mm。
4).垂直下插塑料排水板打设桩管到设计标高。施工操作人员根据安装在插板机上的金属活动垂针和刻度盘，控制桩管下插时的垂直偏差不得大于1.5%。
5).上拔桩管到桩管下端高出垫层面50cm。上拔桩管时，施工人员应仔细观察排水板有没有回带现象，若回带长度超过50cm，则在板位旁45cm处补打一根。且回带根数不宜超过打设总根数的5%。
6).切割排水板，控制排水板在垫层顶面以上的外露长度为20cm。
7).检查并记录每根板的施工情况，符合验收标准无误时才能移机，否则在临近板位处补打。
8).移机进行下一根排水板施工。在排水板施工过程中，要派专人做好原始记录，以备抽查。
9).一个区段的排水板验收合格后，要及时用砂料回填打设时在排水板周围形成的孔洞，并将排水板埋置于垫层中。
3.2.2止水帷幕及密封沟：
为了充分保证抽真空密闭效果，在真空预压区周围设置了止水帷幕，止水帷幕为纵向5根粘土桩/2米（桩径纵向搭接0.2米），桩径0.6米，采用四搅二喷工艺，拌和粘土泥浆。止水帷幕顶端开挖密封压膜沟，密封沟采用开挖回填粘土制作，挖沟时如遇到塑料排水板，应沿沟边向上插入到砂层中至少200mm长，不能剪断；开挖共用密封沟时，宜采用人工开挖，以避免将塑料排水板挖断。密封沟开挖后应清除沟内的砂土、石块和其它杂物，铺设密封膜后将沟用粘土回填压实。
3.2.3真空预压施工：
真空密封系统施工关系到后期抽真空是否能达到设计要求，因此，对每一道工序要精心组织，按照设计要求和技术规范进行施工，施工阶段可细分如下：
(1)滤管制作
铺设滤管时根据现场实际情况对二通、三通及四通的数量和形状做适当调整，确保滤管排水通畅。滤管采用Φ60mm塑料软管，打孔加工后包土工织物滤水层，并捆扎结实，达到只透水不透砂。真空滤管可用胶管连接，胶管套入滤管长约100mm，并用铅丝绑紧，铅丝结头朝下。
(2)埋设真空管路和膜下测头
滤管按间距按设计呈框格形布置。按每个预压区的设计尺寸，先将滤管摆设并连接好，接头处用铁丝绑扎牢固，然后在管路旁边开挖滤管沟，沟深约20cm，再一边挖沟一边埋管入沟，并用中、粗砂填平。出膜处采用无缝镀锌钢管和接头相连接，垂直伸出膜面约30cm。
膜下测头制作：膜下测头即膜下真空度测量采气端，采用硬质空囊（可采用椰子汁罐及硬质铁罐头盒等），钻以花孔，外包无纺布，将真空表集气塑料细管插入空囊中并固定即可。真空测头按设计图纸所示位置布置，埋设在砂垫层中间，真空细管另一端从密封膜引出，制成喇叭口和真空表相连接，以直观反映膜下真空度。
(3)场地整平
为防止抽真空过程中真空膜被硬物刺破，埋好真空管后，需将外露的塑料排水板板头埋入砂面以下，并将插板时形成的孔洞填实，同时清除面层的淤泥块和所有有棱角的硬物等杂物，用铁铲将砂面拍抹平实。
(4)铺设密封膜
密封膜单层厚度为0.12～0.17mm，共鋪设3层，采用聚乙烯薄膜，密封膜每边长度应大于加固区相应边长的4.5m，密封膜铺设应避免在抽真空前各环节下的太阳光线的直接照射，应在3层密封膜上下各铺设一层土工布，以保护密封膜不受损坏。
铺设时选择无风或风力较小的时段。先将密封膜按纵向摆放在预压区的一边线上，从一端开始向另一边展开，铺好后应在膜上仔细检查有无可见的破裂口，一般破裂口多出现在密封膜接缝处，破裂处应及时用聚乙烯胶水补好。检查无缺陷后即可进行第二层密封膜铺设，三层膜的粘接缝应尽量错开。出膜口应留有可收缩富余的密封膜。所有上膜操作人员必须光脚或穿软底鞋，以防止刺破密封膜。
(5)踩密封膜
为确保密封效果，需将密封膜踩入密封沟中，先踩第一层膜，踩入深度不小于1m(以踩入不透水层为准)，踩完第一层膜后开始踩第二、三层膜。在踩膜过程中，密封膜粘合处先踩入，再踩其他部分，主要防止踩膜过程中撕裂密封膜。
(6)安装、调试真空泵
本次选用的抽真空装置为IS型真空泵系统，真空射流泵要求额定功率不小于7.5kW，且能形成不小于0.096MPa的真空压力能满足真空预压的要求。按照施工平面布置图进行安装，真空泵进水口和出膜口保持同一平面，以保证真空泵能发挥到最大功效。
(7)电网布设
抽真空采取两个方面的措施确保真空预压供电正常：一是成立专业配电组，科学合理布设电网，布设在不影响施工的路基一侧，如双积公路施工便道布设在路基右侧，电网则布设在路基左侧；二是自备发电机作为停电备用，确保抽真空连续施工。
(8)真空预压抽气
安装好真空泵系统（将水泵、水箱、闸阀、截止阀、出膜口连接好），将自变压器（电工房配电箱）→区边大配电箱→真空泵处漏电开关盒→真空泵的电路接通后，空载调试真空射流泵，当真空射流泵上真空度达到0.096MPa以上，试抽真空。在膜面上、密封沟处仔细检查有无漏气情况，发现后及时补好。逐台检查真空泵系统连接处，要保证在关闭闸阀的情况下，泵上真空度能达到0.096MPa，以确保真空泵系统发挥最佳功效。
开始阶段，为防止真空预压对加固区周围土体造成瞬间破坏，必须严格控制抽真空速率。具体操作时可先开启半数真空泵，然后逐步增加真空泵工作台数。当真空度达到650mm汞柱时，经检查无漏气现象后，开足所有泵。
(9)抽真空维护
当膜下真空度提高到650mm汞柱后，通知监理工程师验收并开始恒载计时。抽真空维护期间，每天现场值班人员按要求时间，对真空度予以记录，并对设备运转情况、供电情况及其他真空预压施工情况均要进行详细记录。确保抽真空其间真空度能够满足设计要求，不得随意停泵。
(10)堆载预压
当膜下真空度稳定到650mm汞柱以后，抽真空压力达到设计要求并稳定后，再进行堆载，并继续抽真空。堆载前先在密封膜上铺一层400g/m2的无纺布；为便于施工，施工前可先对加固区内水进行排水。
铺设土工布后，开始在膜上铺设50cm路堤填料，采用小型或中型设备，填料为细粒填料（如石粉或细沙，不含石块等尖锐物品），以防破坏密封膜 。然后填筑堆载料进行预压。堆载前期碾压设备应采用轻型和中型设备，并增加碾压遍数以保证压实度。压实度严格按照规范及设计要求。堆载时边推边摊平，并碾压密实，满足路基施工技术规范的压实度要求，避免局部堆载过高引起地基的破坏。堆载时通知监测单位进行路基监测，严格控制路基堆载速率。
(11)卸载标准
按实测沉降曲线推算的固结度大于90%；连续10天实测沉降速率不大于1.5mm/天。
4.结束语
软土地基采用真空联合堆载预压的方法处理，减少了预压时间，真空预压取代土石方超载，减少了对土地的占用，克服了堆载预压所需大量土方并产生弃方的缺点，同其他软基处理方法相比又具有较好的经济效益，大大节约了工期，同时与其他处理方法相比又具有较好的经济效益，现已被广泛应用于软基处理工程。
【关键词】：真空堆载预压软基处理施工
1.工程概况
青岛双积公路位于青岛市城阳区，沿线地表多为虾池、盐池及滩涂地，地貌类型为滨海堆积平原，其上部滨海相淤泥、淤泥质粘土属不良地基土，具有高压缩性，高灵敏度，欠固结，抗剪强度低，分布广泛，厚度较大（平均厚度约为10m）。路基下面原有软土层，含水量大，强度低，属高压缩或中等压缩性软土。工程性质差，不能直接满足地基的变形及特定要求，根据设计地质图纸，在淤泥层厚度大于4米的地段采用真空联合堆载预压法进行软基处理。
2.真空预压联合堆载预压的加固机理
真空联合堆载预压是在软基处理区四周设置止水帷幕后打设塑料排水板，铺设密封膜并抽真空，利用大气负压代替堆载对软基进行预压，联合堆载，使软基中的孔隙水固结排出，达到消除沉降，提高土体强度的目的。路基高度小于3米时，堆载30Kpa，路基高度大于3米时，堆载40Kpa。软基处理深度小于8m时，抽真空有效时间约为90天，软基处理深度大于8米时，抽真空有效时间约为120天，最终按照卸载标准确定。
3.施工工艺
3.1总体施工工艺流程
3.1.1测量放线，标识各区块的角点，测放场地的标高。
3.1.2 进行场地平整，并铺设土工布，软弱路段铺设一层土工格栅。
3.1.3土工布完成后，开始工作垫层施工。
3.1.4工作垫层施工后，紧接着施工排水砂垫层。
3.1.5排水砂垫层形成一定面积后，塑料排水板开始施打，止水帷幕开始施工。
3.1.6塑料排水板施工完成一个区后，进行真空预压工艺施工，并试抽真空。
3.1.7当真空度达到设计要求以后，在膜面上铺设保护土工布。
3.1.8当膜下真空度稳定到650mm汞柱以后，抽真空压力达到设计要求并稳定后，再进行堆载预压施工，并继续抽真空。
3.1.9抽真空有效时间满足设计要求后，进行卸载。
3.2主要工序施工方案
3.2.1塑料排水板：
1).砂垫层铺设到一定规模后,立即组织设备进场并进行组装调试，并且做好安全防范措施。
2).在砂垫层上放样中桩和边桩,以及施工区的起止桩号，然后定出板位(用钢尺按图纸设计板位，用竹签或排水板芯等插入垫层作标记)，做好标记。
3).打设排水板采用套管打法,插板机移机定位，安装排水板桩靴，打设机定位时管靴与板位标记偏差应控制在100mm范围内, 塑料排水板平面间距偏差不大于50mm。
4).垂直下插塑料排水板打设桩管到设计标高。施工操作人员根据安装在插板机上的金属活动垂针和刻度盘，控制桩管下插时的垂直偏差不得大于1.5%。
5).上拔桩管到桩管下端高出垫层面50cm。上拔桩管时，施工人员应仔细观察排水板有没有回带现象，若回带长度超过50cm，则在板位旁45cm处补打一根。且回带根数不宜超过打设总根数的5%。
6).切割排水板，控制排水板在垫层顶面以上的外露长度为20cm。
7).检查并记录每根板的施工情况，符合验收标准无误时才能移机，否则在临近板位处补打。
8).移机进行下一根排水板施工。在排水板施工过程中，要派专人做好原始记录，以备抽查。
9).一个区段的排水板验收合格后，要及时用砂料回填打设时在排水板周围形成的孔洞，并将排水板埋置于垫层中。
3.2.2止水帷幕及密封沟：
为了充分保证抽真空密闭效果，在真空预压区周围设置了止水帷幕，止水帷幕为纵向5根粘土桩/2米（桩径纵向搭接0.2米），桩径0.6米，采用四搅二喷工艺，拌和粘土泥浆。止水帷幕顶端开挖密封压膜沟，密封沟采用开挖回填粘土制作，挖沟时如遇到塑料排水板，应沿沟边向上插入到砂层中至少200mm长，不能剪断；开挖共用密封沟时，宜采用人工开挖，以避免将塑料排水板挖断。密封沟开挖后应清除沟内的砂土、石块和其它杂物，铺设密封膜后将沟用粘土回填压实。
3.2.3真空预压施工：
真空密封系统施工关系到后期抽真空是否能达到设计要求，因此，对每一道工序要精心组织，按照设计要求和技术规范进行施工，施工阶段可细分如下：
(1)滤管制作
铺设滤管时根据现场实际情况对二通、三通及四通的数量和形状做适当调整，确保滤管排水通畅。滤管采用Φ60mm塑料软管，打孔加工后包土工织物滤水层，并捆扎结实，达到只透水不透砂。真空滤管可用胶管连接，胶管套入滤管长约100mm，并用铅丝绑紧，铅丝结头朝下。
(2)埋设真空管路和膜下测头
滤管按间距按设计呈框格形布置。按每个预压区的设计尺寸，先将滤管摆设并连接好，接头处用铁丝绑扎牢固，然后在管路旁边开挖滤管沟，沟深约20cm，再一边挖沟一边埋管入沟，并用中、粗砂填平。出膜处采用无缝镀锌钢管和接头相连接，垂直伸出膜面约30cm。
膜下测头制作：膜下测头即膜下真空度测量采气端，采用硬质空囊（可采用椰子汁罐及硬质铁罐头盒等），钻以花孔，外包无纺布，将真空表集气塑料细管插入空囊中并固定即可。真空测头按设计图纸所示位置布置，埋设在砂垫层中间，真空细管另一端从密封膜引出，制成喇叭口和真空表相连接，以直观反映膜下真空度。
(3)场地整平
为防止抽真空过程中真空膜被硬物刺破，埋好真空管后，需将外露的塑料排水板板头埋入砂面以下，并将插板时形成的孔洞填实，同时清除面层的淤泥块和所有有棱角的硬物等杂物，用铁铲将砂面拍抹平实。
(4)铺设密封膜
密封膜单层厚度为0.12～0.17mm，共鋪设3层，采用聚乙烯薄膜，密封膜每边长度应大于加固区相应边长的4.5m，密封膜铺设应避免在抽真空前各环节下的太阳光线的直接照射，应在3层密封膜上下各铺设一层土工布，以保护密封膜不受损坏。
铺设时选择无风或风力较小的时段。先将密封膜按纵向摆放在预压区的一边线上，从一端开始向另一边展开，铺好后应在膜上仔细检查有无可见的破裂口，一般破裂口多出现在密封膜接缝处，破裂处应及时用聚乙烯胶水补好。检查无缺陷后即可进行第二层密封膜铺设，三层膜的粘接缝应尽量错开。出膜口应留有可收缩富余的密封膜。所有上膜操作人员必须光脚或穿软底鞋，以防止刺破密封膜。
(5)踩密封膜
为确保密封效果，需将密封膜踩入密封沟中，先踩第一层膜，踩入深度不小于1m(以踩入不透水层为准)，踩完第一层膜后开始踩第二、三层膜。在踩膜过程中，密封膜粘合处先踩入，再踩其他部分，主要防止踩膜过程中撕裂密封膜。
(6)安装、调试真空泵
本次选用的抽真空装置为IS型真空泵系统，真空射流泵要求额定功率不小于7.5kW，且能形成不小于0.096MPa的真空压力能满足真空预压的要求。按照施工平面布置图进行安装，真空泵进水口和出膜口保持同一平面，以保证真空泵能发挥到最大功效。
(7)电网布设
抽真空采取两个方面的措施确保真空预压供电正常：一是成立专业配电组，科学合理布设电网，布设在不影响施工的路基一侧，如双积公路施工便道布设在路基右侧，电网则布设在路基左侧；二是自备发电机作为停电备用，确保抽真空连续施工。
(8)真空预压抽气
安装好真空泵系统（将水泵、水箱、闸阀、截止阀、出膜口连接好），将自变压器（电工房配电箱）→区边大配电箱→真空泵处漏电开关盒→真空泵的电路接通后，空载调试真空射流泵，当真空射流泵上真空度达到0.096MPa以上，试抽真空。在膜面上、密封沟处仔细检查有无漏气情况，发现后及时补好。逐台检查真空泵系统连接处，要保证在关闭闸阀的情况下，泵上真空度能达到0.096MPa，以确保真空泵系统发挥最佳功效。
开始阶段，为防止真空预压对加固区周围土体造成瞬间破坏，必须严格控制抽真空速率。具体操作时可先开启半数真空泵，然后逐步增加真空泵工作台数。当真空度达到650mm汞柱时，经检查无漏气现象后，开足所有泵。
(9)抽真空维护
当膜下真空度提高到650mm汞柱后，通知监理工程师验收并开始恒载计时。抽真空维护期间，每天现场值班人员按要求时间，对真空度予以记录，并对设备运转情况、供电情况及其他真空预压施工情况均要进行详细记录。确保抽真空其间真空度能够满足设计要求，不得随意停泵。
(10)堆载预压
当膜下真空度稳定到650mm汞柱以后，抽真空压力达到设计要求并稳定后，再进行堆载，并继续抽真空。堆载前先在密封膜上铺一层400g/m2的无纺布；为便于施工，施工前可先对加固区内水进行排水。
铺设土工布后，开始在膜上铺设50cm路堤填料，采用小型或中型设备，填料为细粒填料（如石粉或细沙，不含石块等尖锐物品），以防破坏密封膜 。然后填筑堆载料进行预压。堆载前期碾压设备应采用轻型和中型设备，并增加碾压遍数以保证压实度。压实度严格按照规范及设计要求。堆载时边推边摊平，并碾压密实，满足路基施工技术规范的压实度要求，避免局部堆载过高引起地基的破坏。堆载时通知监测单位进行路基监测，严格控制路基堆载速率。
(11)卸载标准
按实测沉降曲线推算的固结度大于90%；连续10天实测沉降速率不大于1.5mm/天。
4.结束语
软土地基采用真空联合堆载预压的方法处理，减少了预压时间，真空预压取代土石方超载，减少了对土地的占用，克服了堆载预压所需大量土方并产生弃方的缺点，同其他软基处理方法相比又具有较好的经济效益，大大节约了工期，同时与其他处理方法相比又具有较好的经济效益，现已被广泛应用于软基处理工程。