淺談?wù)婵章?lián)合堆載預(yù)壓法在公路建設(shè)中的施工工藝
摘要：本文對(duì)真空聯(lián)合堆載預(yù)壓法的加固機(jī)理在公路建設(shè)施工中的應(yīng)用進(jìn)行了探討。關(guān)鍵詞：真空聯(lián)合堆載預(yù)壓法 原理 應(yīng)用
0 引言
由于我國(guó)地域廣闊，氣候復(fù)雜，濕地洼田隨處可見(jiàn)。隨著我國(guó)公路建設(shè)的進(jìn)一步，將不可避免地要在軟土地基上修建越來(lái)越多的高速公路。軟土地基一般都表現(xiàn)為高含水量、高壓縮性、高粘土含量、低滲透性和低強(qiáng)度等特點(diǎn)，要在這“三高二低”的軟土地基上修建好公路，必須解決好兩個(gè)方面的問(wèn)題：一是路基要有足夠的穩(wěn)定性，二是工程完工后，路基沉降穩(wěn)定。為解決這個(gè)問(wèn)題，以往我們采用較多的是以排水加固法為主體，再適當(dāng)配以加筋土的加固方法，但是這種方法存在著排水固結(jié)時(shí)間長(zhǎng)、工后沉降難于滿(mǎn)足規(guī)范要求的缺點(diǎn)。為了縮短工期、加快建設(shè)速度、保證工程質(zhì)量，某高速公路軟土地基試驗(yàn)段采用了一種新的加固方法—真空聯(lián)合堆載預(yù)壓法，取得了良好的效果。
真空預(yù)壓法是排水固結(jié)法的一種，主要由排水系統(tǒng)和加壓系統(tǒng)兩部分組成：排水系統(tǒng)主要包括豎向排水體和水平排水體，豎向排水體常用塑料排水板、袋裝砂井、透水軟管等，水平排水體常用砂墊層（純凈中粗砂），對(duì)于砂源緊缺、砂價(jià)較貴的地區(qū)可采用技術(shù)可靠的塑料盲溝或透水軟管等土工合成材料，以降低工程造價(jià)。設(shè)置排水系統(tǒng)主要為了改變地基原有的排水邊界條件，傳遞真空壓力，增加空隙水的排出通道，縮短排水距離，以便在上部荷載作用下能以較快的時(shí)間使地基土的有效應(yīng)力增加，地基土產(chǎn)生固結(jié)，完成預(yù)定的地基加固效果，滿(mǎn)足工程建設(shè)需要。加壓系統(tǒng)主要是指抽真空裝置。在實(shí)施真空預(yù)壓法的同時(shí)在地基上部進(jìn)行堆載（包括堆土、充水等），真空預(yù)壓與上部堆載聯(lián)合作用就形成了真空聯(lián)合堆載預(yù)壓法。
1 真空聯(lián)合堆載預(yù)壓法加固機(jī)理
眾所周知，大氣的壓力為10t/m2，真空聯(lián)合堆載預(yù)壓法實(shí)際上就是在堆載預(yù)壓的同時(shí)，借助大氣的壓力，使兩者聯(lián)合發(fā)揮作用，加快土體固結(jié)收縮。真空聯(lián)合堆載預(yù)壓法是用薄膜對(duì)需要加固的軟基進(jìn)行密封與大氣隔離，借助射流泵抽真空，通過(guò)鋪在加固體表面的砂墊層中的管道及豎向排水體袋裝砂井將加固區(qū)內(nèi)的空氣和水抽走，形成真空，在地表砂墊層產(chǎn)生負(fù)壓，該負(fù)壓通過(guò)真空管路及豎向排水體逐漸向深度方向延升，并向四周土體擴(kuò)散，使加固上體內(nèi)部與排水通道、砂墊層中產(chǎn)生壓差，在此壓差作用下，土體中的孔隙水不斷由排水通道排出，使孔隙水壓力降低，最終使上體固結(jié)壓密。真空預(yù)壓加固過(guò)程實(shí)際上是地下水氣不斷被抽走的同時(shí)，真空度不斷向加固土體內(nèi)傳遞、擴(kuò)散并在加固土體內(nèi)形成一定真空負(fù)壓和負(fù)壓梯度的過(guò)程。真空聯(lián)合堆載預(yù)壓法是在真空聯(lián)合堆載預(yù)壓法基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，是真空預(yù)壓和堆載預(yù)壓兩種加固方法的疊加，在堆載預(yù)壓的同時(shí)再加一真空荷載同時(shí)作用，促使土體充分固結(jié)壓縮。
根據(jù)太沙基有效應(yīng)力原理，其過(guò)程可表達(dá)為：式中分別為真空和堆載產(chǎn)生的總效應(yīng)力絕對(duì)值，為主骨架壓縮和收縮有效應(yīng)力絕對(duì)值，為真空產(chǎn)生的孔隙應(yīng)力絕對(duì)值，為堆載產(chǎn)生的孔隙應(yīng)力絕對(duì)值），從中我們可以看出真空聯(lián)合堆載預(yù)壓只是通過(guò)減少孔隙水壓力來(lái)增加土體的有效應(yīng)力和球應(yīng)力，并且土體的球應(yīng)力會(huì)使土體產(chǎn)生向預(yù)壓區(qū)內(nèi)的收縮變形，以上理論在某高速公路的施工中得到了驗(yàn)證和應(yīng)用。
2 真空聯(lián)合堆載系統(tǒng)的組成
真空聯(lián)合堆載預(yù)壓法由排水系統(tǒng)、真空系統(tǒng)和加壓系統(tǒng)組成。
2.1 排水系統(tǒng) 排水系統(tǒng)由砂墊層（橫向排水體）和豎向排水體（砂井）組成。砂墊層一般采用中粗砂，含泥量應(yīng)小于5%，厚度40-70cm，表面宜鋪設(shè)平整。如果不采用真空預(yù)壓，砂墊層的邊緣必須出露以排出軟土釋放的水；對(duì)于真空聯(lián)合堆載預(yù)壓法，必須將砂墊層密封以保證不漏氣。
2.2 真空系統(tǒng) 真空系統(tǒng)主要由密封膜、濾水管和真空泵組成。密封膜用于密閉砂墊層和淺層軟土，防止漏氣；濾水管成狀態(tài)鋪設(shè)在砂墊層中，使抽真空形成的負(fù)壓在砂墊層和砂井中快速擴(kuò)散，井將固結(jié)釋放的水輸送出去：濾水管與真空泵相連，真空泵連續(xù)抽水、抽氣，保證負(fù)壓的形成。真空系統(tǒng)可以在砂墊層中形成60kPa～80kPa的負(fù)壓。
2.3 加壓系統(tǒng) 加壓系統(tǒng)實(shí)際就是填土堆載，分階段堆填到設(shè)計(jì)高度，井確保地基的穩(wěn)定性。為了減少工后沉降，必要時(shí)可以實(shí)施超載預(yù)壓，預(yù)壓填土高度超出正常路堤高度，等地基沉降量達(dá)到要求后再卸荷。 3 真空聯(lián)合堆載法施工中的關(guān)鍵技術(shù)
3.1 加固效果 真空聯(lián)合堆載預(yù)壓法是在真空預(yù)壓和堆載預(yù)壓基礎(chǔ)上起來(lái)的一種軟基處理方法，它具有真空預(yù)壓和堆載預(yù)壓的雙重效果，適用干設(shè)汁荷載大，承載力要求高的工程。該方法在加固效果方面有如下三個(gè)方面的特點(diǎn)：
①固結(jié)速度 真空預(yù)壓階段，真空度通過(guò)濾管、砂墊層及垂直排水通道逐漸向上體內(nèi)部傳遞，土體中的孔隙水在這種壓差的作用下不斷向外排出，從而使土體發(fā)生排水固結(jié)。真空堆載和聯(lián)合預(yù)壓階段在真空預(yù)壓的基礎(chǔ)上，再利用路堤填上進(jìn)行堆載預(yù)壓，一方面堆載的作用使土體中的孔隙水壓力升高；另一方面真空預(yù)壓的作用使砂墊層及垂直排水通道的孔壓要處于負(fù)壓狀態(tài)，這樣地基中孔隙水的壓差就更加大，加速了土體中水的排出，固結(jié)速度快，加固的效果就更加明顯。
②加固深度 加固深度主要
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