申嘉湖高速施工不惧软土地基

    我国南方风景秀丽，但也因为多处于水网地带而给交通施工带来技术难题，也就是施工人员常说的软土地基问题。近日，浙江省交通设计研究院“申嘉湖高速公路真空网点吸水联合堆载预压法”课题研究通过评审，研究在常规真空预压基础上提出了真空网点吸水联合堆载预压新方法。评审专家认为，研究对高速公路深厚软基的处理设计和施工具有指导意义，成果达到国际先进水平。 
软基设计施工成为高速公路工程关键技术 
        申嘉湖高速公路位于杭嘉湖平原区，大部分路段穿越软土地基，且沿线河网交错，村庄密布，结构物众多，填土高度大。全线软土具有高含水量、高压缩性、低强度、低渗透性的特点，且局部路段为深厚软基，因此软土地基处理设计、施工已成为申嘉湖高速公路工程的关键技术之一，直接影响工程的质量和工期。 
工程多用排水固结法 
        据浙江省交通设计院科技研发部主任杨少华介绍，针对不同的工程地质条件和解决不同条件下的稳定和变形问题，在申嘉湖高速公路工程中软基处理普遍采用排水固结法、深层搅拌法、超载预压法、真空预压法、路堤加筋法、轻质填料法、桩承式路堤等多种处理方法。 
        其中排水固结法因其处理费用低、处理深度大，在浙江省得到广泛应用，是浙江高速公路中应用最为广泛的软土地基处理方法。但采用排水固结法也有其缺陷：一方面，为了达到预期的固结效果，堆载量往往较大；另一方面，为使地基强度增大满足承载力的要求，防止过快的加载速率引发地基失稳，需要对加载速率进行严格控制，从而造成堆载时间较长。 
利用真空预压法缩短工期 
        为缩短排水固结法的预压时间，科研人员又采取了真空预压法、降水预压法等。真空预压法是将加固区域表面铺设砂垫层作为横向排水通道，将有一定间距的竖向排水体（砂井、塑料排水板）作为纵向排水通道，将砂垫层上铺设的不透气薄膜作为密封措施。抽真空装置通过埋设在加固区域内的横向和纵向排水通道，在不施加外荷的前提下，降低纵向排水体中的孔隙压力，使之小于土中原有的孔隙压力，形成渗流需要的水力梯度，从而使土体孔隙中的气和水由土体向竖向排水体渗流，最后由竖向排水体汇至地表砂垫层中被泵抽出。  
排水管网连接塑料排水板 保持高真空度 
        杨少华介绍说，对深厚软基和渗透性极差的软土，特别是对变形要求极为严格的高速公路工程，真空联合堆载预压法仍不够理想，其主要原因是真空度从排水管网，经砂砾垫层再传至塑料排水板，由于在塑料排水板中存在的井阻效应，导致了塑料排水板中真空度出现一定损失；同时根据室内研究表明，当排水量大和水流渗径长时，由于砂砾石对水流的阻力作用，也将损失掉部分真空度，导致排水流量减少。 
        杨少华说，针对申嘉湖高速公路工期紧，而软土深厚及指标较差的工程特点，同时也为了探索新型的软基处理方法，将传统的真空联合堆载预压法进行改进，将排水管网直接与塑料排水板连接，使真空度更直接地传入塑料排水板内，使塑料排水板中的真空度保持较高水平，以取得更快的固结速度，同时加快水流排出，该方法就是“真空网点吸水联合堆载预压法”。 
新方法达到软基处理效果 
        据了解，申嘉湖高速公路真空网点吸水联合堆载预压法试验研究，是2005年浙江省交通厅科技计划项目之一。真空网点吸水联合堆载预压法属于在普通真空预压基础上研究出的新型软基处理方法，在国际、国内工程软基处理中属首次应用。 
        8月31日，“申嘉湖高速公路真空网点吸水联合堆载预压法试验研究”成果通过鉴定会评审，鉴定委员会认为，该项目结合浙江省申嘉湖高速公路软基处理工程，在常规真空预压基础上提出了真空网点吸水联合堆载预压新方法，通过试验段试验，研究了新法的管网布设及与塑料排水板的连接与密封等施工工艺；通过现场监测，分析研究了沉降、侧向位移、孔隙水压力、真空度等的变化规律；通过理论分析和数值计算，探讨了该方法的作用机理和工作性状，提出了真空网点吸水联合堆载预压法的设计计算方法，对高速公路深厚软基的处理设计和施工具有指导意义，研究成果达到国际先进水平。