[发明专利]一种软土路段真空预压基坑支护方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种道路施工中的基坑支护方法，具体涉及一种对软土路段进行真空预压基坑支护的方法。

背景技术

随着国民经济的发展，人们越来越需要交通快速方便，因此道路快速化改造工程日益增多，下穿方案由于其对外观影响较小，越来越多的受到青睐。在软土路段进行下穿施工，需要进行基坑支护。公路工程下穿基坑支护有其特殊性，基坑深度大多在7～9m之间，且下穿两侧还有地面道路。

目前软土路段基坑支护采用的方法主要有：SMW工法桩支护、水泥土搅拌桩支护、灌柱桩支护等。其原理是不改变土体的物理性质，采用支护来挡住两侧软土，使得在支护内侧开挖软土得以顺利实施。这样做造价较高，且并没有改变两侧软土的物理性质，且为了减少两侧地面道路的工后沉降，仍然需要处理两侧地面道路的软土路基。即对于软土地基和基坑支护，是分开来处理的。

发明内容

本发明的目的是将两侧地面道路的软基处理和下穿段基坑支护结合起来，从而提供一种对软土路段进行真空预压基坑支护的方法，这样不仅可以使得软土路段的基坑支护得以实现，而且还能够同时对下穿段两侧地面道路的软土路基进行加固。

本发明的目的是通过以下技术手段实现的：

一种软土路段真空预压基坑支护方法，在软土路段公路下穿施工中进行基坑支护时对软土路段进行真空预压，采用如下的施工步骤：

(a)、在下穿段两侧地面道路相应位置打设水泥土搅拌桩，所述水泥土搅拌桩将软土路段围合划分成多个封闭区域；

(b)、在每个封闭区域内按一定间距打设塑料排水板；

(c)、在封闭区域的地面铺设砂垫层并在其中埋设滤水管，再用密封膜覆盖住沙垫层使之与大气隔绝；

(d)、将真空泵与沙垫层中的滤水管接通并抽气将密封膜内空气排出；

(e)、保持密封膜内真空度值大于80KPa，停止下穿段预压时，地基固结度要求大于80％，然后进行下穿段基坑开挖，设置下穿段挡墙。

进一步地，所述封闭区域面积为6000～10000m²。

进一步地，所述滤水管直径为60～70mm的铁管或硬质塑料管，滤水部分钻有滤水孔，滤水管外绕有铅丝，外包一层尼龙纱布，再包滤水材料构成滤水层。

进一步地，所述滤水管平面布置采用条形或鱼刺形排列，排距为6～10m，最外层滤水管距场地边水泥土搅拌桩的距离为2～5m。

进一步地，所述密封膜为聚乙烯或聚氯乙烯薄膜。

采用本专利方法进行基坑支护的作用机理在于：

应用真空排水预压法加固软土地基时，首先通过水泥土搅拌桩将软土路段围合划分成多个封闭区域，再在欲加固的地基上按一定的间距打设塑料排水板，然后在地面铺设砂垫层并在其中埋设滤水管，再用不透气的密封膜覆盖使之与大气隔绝，如图1所示，借助于埋设在砂垫层中的管道，与真空泵接通并抽气，将密封膜内空气排出，大气压力P_a作用于密封膜上，密封膜下抽真空压力P₀，使密封膜下压力降至P_v(P_v＝P_a-P₀)，密封膜内外存在压力差P_a-P_v，使密封膜紧贴在沙垫层上，这个压差称之为“真空度”。压差通过塑料排水板逐渐向下延伸并向四周扩展，引起自由水发生渗流，使孔隙水应力降低，有效应力增加，土体固结，强度增长，形成负的超静孔隙水应力。抽真空中形成的孔隙水应力小于大气压力，所以孔隙水应力增量值为负值。该方法实质是在总应力基本不变的情况下，降低垂直排水通道中的孔隙水应力，使有效应力增加。图2中阴影部分为抽真空前、后的有效应力随深度的分布情况。

从以上分析可以看出，垂直排水通道在真空预压中，不仅仅起着垂直排水、减少排水距离、加速土体固结的作用，而且起着传递真空度的双重作用。“预压荷载”在这里是通过垂直排水通道向土体施加的。

真空预压在软土路段基坑开挖中能够得以顺利实施的作用机理有以下三点：

1、在真空预压作用下，地基土的强度能够在较短的时间内提高2～3倍，即通过提高土体自身的强度，增大了土体的自立性能；

2、其次，为实施真空预压而插入软土中的塑料排水板，对土体有加强筋作用，即塑料排水板起着类似于抗滑桩的作用，能够更好的在基坑开挖过程中保持稳定，不出现大面积滑坡；

3、在基坑开挖过程中，持续保持较高的真空度，从而可以利用大气压力来对软土段的基坑进行支护。

与现有技术相比，本发明具有以下技术效果：