《江苏交通科技》２０１３年第３期 真空一堆载联合预压软基处理工程质量控制 袁印龙 （南京六合新区建设发展有限公司 南京２１１５００） 丁晓峰 （江苏省交通科学研究院股份有限公司 南京２１１１１２） 摘要 对真空一堆载联合预压法应用于软土地基处理的各个方面进行了探讨，重点分析 了施工过程中的质量控制措施，研究成果对加强该方法软基处理效果，确保工程质量具有一 定的指导意义。 关键词 真空一堆载联合预压法软基处理质量控制 真空一堆载联合预压软土地基处理作为一种高 效的软土地基处理方法近年来在高速公路、市政道 路、港口码头堆场等工程项目中得到了越来越多的 应用，在南京地区该方法也有大量的应用，如南京河 时间越长则地基处理的效果会越好，因此抽真空装 置的选用非常关键，真空射流泵一般由离心泵、射流 喷嘴及水箱共同组成，抽真空能力的大小取决于各 设备间的性能匹配情况，抽真空设备在投入使用前 西滨江大道、青石埂路等软土地基处理，大幅降低了 工程造价，取得了较大的社会经济效益。该地基处 理方法既能保证快速填土过程中地基的稳定性，又 能满足软基处理后在工后沉降、地基承载力等方面 的要求。 应进行空抽试验，确保空载真空压力达到９５ ｋＰａ以 上才可投入使用。目前常用的抽真空装置为潜水式 真空射流泵，电机功率一般为７．５ ｋｗ，扬程Ｉ＞３２ ｍ， 流量ｉ＞５０ ｍ ／ｈ，抽真空能力达到９６ ｋＰａ以上。 ２材料控制 真空一堆载联合预压法究其本质仍属于排水固 结法，真空产生的吸力可加速堆载导致地基中产生 的超孔隙水的消散。采用该方法地基处理的效果在 很大程度上与真空预压和填土２道工序的配合是否 真空预压地基处理方法需要用到的材料主要有 真空密封膜、抽真空管等。抽真空管能将抽真空设 备产生的真空吸力传递至加固区域地表各部位，密 封膜是保持加固区域内真空度的关键材料。 真空密封膜最早使用的是盐膜，目前真空预压 合理高效有关。 真空预压地基处理方法在我国仅有不到３Ｏ年 用密封膜尚无相应的产品标准和检测方法，但考虑 到地基加固过程中常产生较大的沉降及差异沉降， 因此密封膜应具备重量轻、强度大、韧性好、抗老化、 耐腐蚀等基本特性。以往的工程实践中密封膜大多 的应用历史，其规范化标准化还不成熟，在设计方 法、材料及施工过程控制、质量检测等方面仍需改 进。为促进真空一堆载联合预压技术在软土地基加 固中应用的发展，本文从设备、材料、施工过程控制 等方面对真空预压软基处理的质量控制措施进行了 探讨研究。 １施工设备 选用聚乙烯或聚氯乙烯专用密封膜，一般情况下对 密封膜的控制技术指标见表１。 抽真空管道一般采用ＰＶＣ管，也有项目使用过 钢丝胶管作为抽真空管，目前国家还没有相应的针 对ＰＶＣ管应用于真空预压的产品质量及检验标准。 真空吸力作为真空预压法地基处理的荷载是该 方法处理效果好坏的关键因素，真空吸力越大作用 （修回日期、编号：２ｏ１３—０３—２０／６３５２） ・抽真空管应能适应地基的沉降变形，有一定的柔韧 ８・ 性和强度，在上部施工或填土荷载作用下不致被压 坏或产生大的截面变形以确保水、气的自由流动。 工程中常用的主管为４８２ ｍｍ ＰＶＣ管，滤管为４５５ ｍｍ ＰＶＣ管，滤管间距５．５ ｍ，容许挠度及强度均应 满足需要。 ３施工过程中质量控制 真空一堆载联合预压法施工流程如下：先施工 排水板砂垫层、再布置抽真空管、铺设密封膜抽真 空，膜下真空度达到一定值时再进行膜上填土的施 工。上述４个环节的过程控制最终决定了真空一堆 载联合预压法地基处理的效果。 ３．１排水系统施工质量控制 排水系统包括排水板及砂垫层，塑料排水板应 具有良好的通水能力，以及时将地基中的超孔隙水 排出，排水板的打设间距和深度须满足设计要求，一 些项目中曾经发现过施工单位排水板打设深度不足 的情况，导致工后沉降无法控制，施工时插管的垂直 度偏差应控制在≤１．５％。 砂垫层起到汇集排水板中上排的地下水及将真 空度传递到各排水板的作用，为保证抽真空管道在 砂中的埋置深度，砂垫层不宜太薄，一般设置为５０ ｅｍ左右，砂垫层材料选用干净的中粗砂，因其上覆 有真空密封膜故砂垫层铺设完成后，须将表面的尖 刺物人工拣除，砂垫层表面应保证一定的平整度。 ３．２抽真空系统施工质量控制 抽真空系统主要有主管、滤管，该工序的关键是 管道间的连接及其主管出膜处的密封问题。 一般采用真空预压法加固的场地面积均较大， 现场施工时主管、滤管的长度均比较长，为适应地基 的变形，管道之间需采用等径或变径接头连接，因主 管与滤管管径不同，联接采用变径３通或变径４通。 为防止泥土进入管中，滤管的端头须进行封堵，堵头 可以用木塞、预制混凝土塞。因滤管上密布有ａｂｅｌ， 为防止砂土进入抽真空管道影响真空度，滤管外需 用滤布进行包裹，主管、滤管布置为鱼刺形。考虑到 地基在预压荷载下将会有较大的沉降和差异沉降， 因此在主管和滤管之间应采用柔性连接，即用钢丝 胶管代替二通构件，能同时起到联接与协调变形的 作用。全部抽真空管道均需埋入砂垫层中，且要保 证ＰＶＣ管上方至少有１０ ｃｍ厚的中粗砂。并通过 出膜装置将抽真空管道与射流真空泵连接。 《江苏交通科技》２０１３年第３期 为防止抽真空过程中主管出膜处膜被拉开产生 漏气问题，该处密封膜应宽松布置、适当预留，在出 膜处用胶带将膜和主管捆扎密封。 ３．３密封系统施工质量控制 膜下真空度是该地基处理方法中的关键控制指 标，施工时的主要控制环节有：密封膜加工铺设、密 封沟、周边裂缝处理等方面。 （１）密封膜加工铺设。先根据加固区的大小及 形状在工厂将密封膜加工成型，工厂加工时采用热 熔的方法，膜的大小应考虑周边入沟部分的预留面 积，铺膜时考虑到场地加固过程中的差异沉降膜应 铺设得较为宽松。密封膜铺设应自场地一边向另一 边滚动铺设。设置多层密封膜时各层密封膜应分层 次铺设。每层密封膜铺设后需检查是否出现破损， 出现破损需用专用胶水及时粘补。 真空一堆载联合预压加固过程中为动态把握软 基处理的效果，一般需进行多项内容的监测，进行沉 降监测在膜上放置沉降板时，沉降板底座钢板不得 带有尖利棱角，并用土工布将底座钢板包扎严实，以 防损伤密封膜。真空度观测管出膜处应用胶带将二 者捆扎牢固，杜绝漏气。 加固区周边密封沟亦是易漏气关键部位，密封 膜在埋人密封沟时，应注意将沟壁的石块、树根等杂 物清除，以防刺破密封膜，密封膜的下边沿应埋入渗 透性较小土层。 对于真空一堆载联合预压地基处理工程在抽真 空稳定后要进行膜上堆载，为确保上土时密封膜不 被刺破，保证密封性，在膜的上下均应设置１层土工 布，采用的土工布要求克重＞１２５０ ｇ／ｍ ，断裂强度＞ ８．０ ｋＮ／ｍ，ＣＢＲ顶破强度＞１．２ ｋＮ，伸长率＜２５％， 撕破强度＞０．２ ｋＮ。 （２）密封沟。加固区周边埋膜密封沟开挖深度 取决于场地土层的渗透性。整体而言土层渗透性越 大开挖深度越深，开挖深度一般在１．２ ｍ，宽０．６～ １．０ ｍ。密封膜紧贴沟内壁，膜边放至沟底，再分层 回填粘性土。密封沟处膜边为易于漏气的重点部 位，密封沟回填粘土时须使膜与沟底、沟壁密贴，防 止产生漏气问题。 （３）场地周边裂缝的处理。因真空吸力的影 响，抽真空一段时间后，加固区周边常产生拉裂缝， 裂缝随抽真空的进行会逐渐扩大 （下转第１６页） ．９． 《江苏交通科技》２０１３年第３期 仅不到２ ｍ，不停电无法开展检修工作。不仅桥梁 底部平时无法检修，桥梁上部的检修也时常因铁路 部门干预难以进行，施工条件受到极大限制。 与上海铁路局经过多次信函往来、电话联系、派 员上门汇报、会议磋商，终于形成了双方认可的桥梁 维修方案。铁路运输调度复杂，内部涉及部门很多， 参加整个维修过程协调监管的单位有上海铁路局工 务段、电务段、工务处、无锡火车站、铁路派出所、杭 州供电段、维管段、上海东华地方铁路开发公司等。 维修工作的关键在于要在铁路部门给出的有限 的停电时间段内迅速开展维修作业，速战速决。配 习，确保在规定的时间内至少完成１个下锚头的检 查和维修工作。 ４结语 （１）系杆拱桥与一般的桥型相比，日常检查、维 修工作量较大，且最高处有２０多ｍ，维修一次十分 不便。为了保证维修质量和便于维修，所有的螺丝 都换成了不锈钢材质，避免给日后的维修带来麻烦。 （２）吊杆防水罩应采用轻薄材料。本桥采用的 铸铁防水罩十分笨重，每个约２０多ｋｇ，宜采用轻薄 材料。 （３）对这种桥梁必须做全面、仔细的检查，以及 时发现建设期问存在的问题和隐患，如螺钉缺失、未 按设计要求施工等等。 （４）跨铁路的桥梁不宜采用系杆拱桥，诸如沪 宁铁路这种繁忙、轨道多的电气化铁路，检查和维修 将十分困难。 合这次维修，铁路部门每次的停电时间是１８０ ｒａｉｎ。 但是从发出停电指令到恢复供电，实际净作业时问 只有约１５０ ｍｉｎ。整个工期暂定４５ ｄ，遇雨顺延。由 于１次的作业时间很短，施工的每个环节都要优化、 细化，预先做好各项准备工作，并进行必要的模拟练 （上接第９页） 并向地基深处延伸，拉裂缝常导致膜下真空度的下 降，为保证加固质量需对拉裂缝进行封闭处理。简 单可行的处理方法是用粘稠的粘土浆液对拉裂缝进 并随时检测土的含水量，在最佳含水量时碾压；若取 土场的土为过湿土，要将该部分土在取土场进行晾 晒，达最佳含水量后再行挖运。 ４施工管理 真空预压地基处理的效果在很大程度上取决于 行灌注，多次灌注后裂缝即会被填实。 ３．４填土施工质量控制 真空度达到设计要求并稳定后，即可进行上部 堆载的填筑，包括膜上第１层土的填筑以及后续的 正常填土。膜上第１层土的填筑极为关键，施工不 慎极易损坏密封膜，该层粘土中的粗粒土最大粒径 不得大于１０ ｍｍ，且粒径大于５ ｍｍ的粒组质量不 膜下真空度的大小及维持，因为抽真空是一个持续 的过程，为防止设备故障或其它突发因素导致膜下 真空度下降，抽真空过程中应加强巡视，及时对各项 观测数据进行记录。值班人员除对密封性进行检查 外，还要按规定频率观测并记录真空度、沉降、水平 位移、孔隙水压力等数据，发现异常应及时查找原因 并进行处理。 为防止电力供应中断，抽真空开始前现场应配 得超过１０％，该层粘土中不得含有尖利的石子、贝 壳等物，以免戳坏密封膜，应采用轻型碾压机械进行 碾压，碾压时机械下方粘土厚度不应小于３５ ｏｍ。 膜上第１层填土施工结束后，即可按照正常填 土流程填筑至设计标高。填土过程中要严格对土方 填料的质量进行控制，土方中不得含有杂草、树根和 备足够数量及功率的发电设备，以确保工地电力意 外中断后抽真空工作不中断。 ５ 结语 农作物残根等杂质，若有此类杂质，填土前要予以清 除。液限大于５０、塑性指数大于２６的土，以及含水 量超过规定的土，不得直接作为填料。必须采取满 本文从施工设备、施工材料、施工过程控制以及 施工管理等方面对真空堆载联合预压方法在软土地 基处理中的应用进行了探讨研究，所探讨的质量控 制措施对确保该技术应用于软基处理的效果具有一 定的指导意义。 参考文献 ［１］陈环．真空预压法机理研究十年［Ｊ］．港口工程，１９９１ （４）：１７—２５． 足设计要求的技术措施，并经检查合格后才能使用。 在施工过程中，天然土的含水量一般均接近最佳含 水量，所以要在填土后随即进行碾压防止水份蒸发； 当填土的含水量不足时，在摊平后用水车洒水机械 拌和均匀，经检验合格后进行碾压；当在雨季施工或 填土的含水量较最佳含水量大时，要将土摊开晾晒， ．［２］陈杨．真空预压法处理软基的施工流程与控制要点［Ｊ］． 山西建筑，２０１０，３６（２５）：９９—１００． １６．