张瑞宇1 宋永东2
中交上航局航道建设有限公司 浙江宁波 315200
摘要：真空预压是指采用塑料排水体运用真空预压排水法对较深的软土层进行处理。真空预压法作为一种近年来兴起的软土地基处理方法，在国内外得到了大力的推广应用。本文针对真空预压法在软基处理中的应用进行论述。
关键词：软土地基；真空预压处理
引言
地基中常见软土，一般是指处于软塑或者流塑状态下的粘土。其特点是天然含水量大﹑空隙比大﹑压缩系数高﹑强度低，并具有蠕变性﹑触变性等特殊的工程地质性质，工程特性较差。在软土地基上作业，如不采取有效地加固措施，就会产生不同程度的坍滑或沉陷等病害。目前，对软土地基的加固方法很多，如：强夯法、堆载预压法、真空预压法、碎石桩法等。其中真空预压法就是一种简便有效的方法。
1.真空预压法原理与技术特点
真空预压法是在需要加固的软土地基内设置砂井或塑料排水板，然后在地面铺设砂垫层，其上覆盖不透气的密封膜使其与大气隔绝，通过设于砂垫层中的吸水管道，用用真空装置进行抽气，将膜内空气排出，因而在膜内外产生气压差，气压差即转变成作用于地基上的荷载，地基不会产生剪切破坏，这对软土地基是有利的。该方法不需要堆载，省去了加载和卸荷工序，缩短了预压时间，省去了大量堆载材料，所用的设备及施工工艺均比较简单，无需大量的大型设备，便于大面积施工。真空预压法与常规的堆载预压法相比，真空预压法具有施工设备简单、加荷速度快、无需堆载材料、加荷过程中不会出现地基失稳现象等优点，使得地基稳定性显著提高、工期明显缩短、工程造价降低。
2.真空预压法施工工艺
真空预压法施工的主要流程：首先要平整场地、铺砂垫层→进行前期勘探、埋设监测仪器→设立竖向排水体→密封墙施工→布设水平滤管，安装真空泵→铺设土工布、膜→开挖、回填密封沟→抽气管道和真空泵连接→抽真空、进行软基监测→抽真空稳定至设计天数→检测效果→真空荷载的卸除。
3.真空预压法施工的质量控制
3.1真空度达到设计要求并维持稳定是真空预压法处理软基成功的重要保证。
真空度的大小随地基深度的增加而衰减，这是因为真空度的传递受砂井井阻等的影响。对于真空预压处理段观测断面而言，抽真空施工一直比较稳定，土体沉降也比较理想。在抽真空初期，其沉降速率较大，越到后来其沉降量越小，但仍在持续沉降，用真空预压法处理深厚软土地基时，其主固结沉降速率渐趋收敛，而其次固结沉降亦不容忽视，尤其对工后沉降要求较高的软基而言。真空预压处理软基具有一个明显的特点，其处理段的水平位移是向内的。随深度的增加，水平位移急剧减小，这是由于受砂井阻等的影响，真空度在接近地表处最大，随深度的增加而递减。真空预压相比堆载预压而言有一个明显的优点：预压处理段的水平位移是向内的，真空预压的这个优点十分有利于保证地基土体的稳定。但另一方面，可能会导致真空预压加固区周围地基土体的开裂，对周围已有建筑物或构筑物需采取相应的防护措施。在抽真空阶段，抽真空开始不久，土压力值就有一明显的峰值点(达到了设计值)，并随着时间的增加，土压力值平稳上升且随后趋于稳定，反映了加载的全过程。在抽真空阶段产生的超静孔压是负的，亦即孔隙水压力值随抽真空时间的持续增加逐渐下降并趋于稳定；另一方面这种变化的趋势随深度的增加反而趋于不明显，真空度在砂井传递过程中会出现衰减，特别是在没有打设塑料排水板或打设质量不高的土体中真空度的衰减十分明显。这也说明了在真空预压的施工过程中保证其施工质量的重要性。
3.2真空预压法进行加固的原理
真空作用下进行的土体固结是指总的应力不变的情况下，降低孔隙的压力和增长有效的应力。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆真空预压在抽气前，薄膜内外承受一个大气压，在抽气后，由于土层部分、砂垫层和塑料排水板间的压力差，因此发生渗流，使孔隙中的水通过塑料排水板进入砂垫层，再通过埋设滤管流出塑料膜外。此时渗流结束，土体完成固结。
3.3真空预压法施工步骤
进行软土地基处理之前，首先对河涌进行截流，并且在进行施工的位置进行围堰处理。施工前首先做好准备，材料进场前必须按设计及规范要求进行抽检，规格满足设计及规范要求，并取得监理工程师批准后方可进场使用。
3.4铺砂垫层
对砂垫层进行施工也很重要，铺设之前首先应该将基底的浮土和杂物进行清除，并采用分层铺设。摊铺后进行洒水压实，然后用平板式振捣器进行振捣压实。粗粒料不能出现分离现象，注意控制每层砂垫层的厚度。同时应该加强基坑内的排水，防止砂垫层进水流失。铺设砂垫层是用粗砂含泥量必须满足设计及规范要求。砂垫层厚度满足设计要求，一般厚度在50cm左右。
3.5塑料排水管的打设
塑料排水管作为渗流水的通道，因此打设的施工质量是真空预压法能否成功的关键。
3.6真空预压法处理软土地基的施工过程中需特别注意竖向排水体的打设、水平垫层的铺设、水平滤管的布设、塑料土工布、膜的铺设和密封沟的设置等；在真空预压法的施工过程中，须建立科学的监测方法，以有效地控制加载周期，确定预压及施工的最佳时间，是控制真空预压法施工质量的有效途径；真空预压处理软土地基时，水平位移是向内的，这一方面有利于处理软基的整体稳定，另一方面会引起周围地表面的开裂，影响到已建的建筑物和构筑物，需采取一定的措施加以防护；预压区平面分块。受到当前真空预压密封技术的限制，预压面积是不可能无限制的。单块处理面积越大，工期越短、造价越低。
3.7加固区密封
要确保真空预压的加固效果，加固区密封性能的好坏至关重要。如果密封性能不好，则不可能形成较高的真空度，甚至难以形成真空度。
一般情况下采用密封膜即可达到加固区密封的要求，若在加固的软土层中夹有水平向透水性较好的粉砂或细砂夹层，则一方面将真空能量主要消耗在抽取大量砂层中的孔隙水导致真空度不能沿竖向排水系统传递；另一方面，砂层中的孔隙起着连通大气的作用，引起真空度的逐渐降低。因此，应在加固区的四周采用密封墙或密封沟进行密封处理，切断加固区与外界的水、气联系。
3.8粘土密封墙
（1）粘土及膨润土掺入量，泥浆度必须满足设计要求。
（2）粘土密封墙必须打设深度至不透水层。
（3）施搅时长度方向每根桩彼此搭接20cm，绝对不允许出现漏打现象。
（4）保持粘土密封墙湿润。
3.9抽真空系统不好扩滤管、滤管出膜装置和真空泵等。
3.10覆水
当膜下真空度达到600mmHg后，可在膜上进行覆水，不仅可以避免密封膜老化破裂，还可使加固区密封性得到进一步加强。一般情况下覆水深度不超过0.5m。
3.11抽真空质量保持措施
（1）抽气之前仔细检查密封膜，发现破裂缝等及时修补，对于抽气之后微小破损处造成的漏洞，及时修补以保证真空预压的效果。
（2）开始阶段，为防止真空预压对加固区土体造成瞬间破坏，必须严格控制抽真空速率，经检查无漏气现象后，开足所有泵，将膜下真空度提高到80kpa。正式抽水过程中，真空设备的开启率不得小于80%，并保证恒定真空度。
（3）真空预压期间保证膜下真空度不小于设计要求，出现真空度降低的情况，要及时查明原因，进行处理。
4.结语
真空预压法是我们在施工中常见的一种软土地基处理方法。采用真空预压法处理软土地基，与堆砌法相比具有很大的应用的优点，并且能够缩短工期和节约材料用量，同时减少了运输量，节省了能源。整个施工过程中，没有噪声、没有污染、没有振动，设备和施工工艺简便，因此适于大面积使用。因此，真空预压法软土地基处理技术是值得推广的一项施工技术。
参考文献：
[1]李顺安，李艺明.一种快速加固软弱地基的施工方法[P].中国专利.2011
[2]金亚伟，蒋君南.真空预压用排水板、真空管连接接头[P].中国专利.2012.
论文作者:张瑞宇1,宋永东2
论文发表刊物:《基层建设》2015年19期供稿
论文发表时间:2015/12/24
标签：预压论文; 真空论文; 真空度论文; 土地论文; 地基论文; 孔隙论文; 粘土论文; 《基层建设》2015年19期供稿论文;