（广东省水利水电第三工程局有限公司 广东 东莞 523710）
【摘 要】在经济发展的带动下，软土地基工程建设越来越多，地基处理技术开始向多样化发展。从目前的实际应用来看，真空预压技术加固深厚软土地基的应用越来越多，但是该技术的设计理论不够完善，必须及时对其进行研究。
【关键词】真空预压技术；深厚软土地基；原型试验
【中图分类号】TU472.3 【文献标识码】A 【文章编号】1002-8544（2016）22-0058-02
本文主要在了解真空预压技术的基础上，对该技术在珠海市某水厂加固深厚软土地基的效果进行分析，同时分析加固深厚软土地基的机理，最后针对性提出了真空预压技术设计流程。
1.了解工程基本状况
第一，地质情况分析。该水厂主要为深厚软土地基，为了满足构造建筑物的残余沉降及承载要求，必须及时对其进行加固。该水厂地质主要为淤泥质灰黄色粘土、淤泥质深灰色粘土、淤泥质软塑状深灰色粘土等几种，在综合分析构造物需求后，必须及时进行地基加固。第二，监测项目并布置仪器。按照设计要求，主要进行真空度衰减观测、深层侧向位移观测、膜下真空度观测、地表沉降观测等项目，了解孔压场的变化，及时对各种原状土样进行测试，并评估预压加固效果。
2.监测结果分析
2.1 预压荷载
第一，真空预压加固主要进行覆水荷载和抽真空荷载，前者由覆水量决定，后者用真空泵量与膜下真空度表示。真空预压技术加固软土地基时，加固区域负压边界高低决定膜下真空度，对真空预压加固效果具有较大影响。第二，对1#水厂软基抽真空，直到其符合80kpa，并进行卸载；2#水厂膜下真空度要达到90kpa，采用膜上覆水联合预压；3#水厂膜下真空度要达到90kpa，之后稳定在21kpa左右。
2.2 了解地表沉降
第一，插板期间沉降。该地软土渗透性较差，在插板期间，机械行走和砂垫层铺设等操作均增加了软土地基荷载，沉降较大。第二，真空预压中沉降量。受抽真空影响，沉降速度增加，之后趋于平缓。第三，总沉降量。总沉降量主要是稳定真空预沉降和插板沉降，1#水厂为2048mm、2#水厂为1179mm、3#水厂为1280mm。
2.3 计算固结度
通过对地表沉降量分析，可以从沉降曲线上推断最终沉降，经过计算可知，1#水厂最大固结度为94.9%，最小为88.8%，平均维持在92%左右，完全满足设计要求；2#水厂最大固结度为95.6%，最小为87.5%，平均维持在92%左右，完全满足设计要求；3#水厂最大固结度为93.7%，最小为89.6%，平均维持在92%左右，完全满足设计要求。
2.4 卸载前地表沉降速率
1#水厂卸载前地面沉降小于2mm/天；2#水厂每天完成17台真空泵操作后，沉降不超过2mm/天；3#水厂卸载前也维持在2mm/天以下。
2.5 深层沉降变化
为了了解真空预压处理中土体沉降变化，可以利用深层沉降仪操作，经过分析可知，上部土体沉降较大，下部逐渐变小，受预压荷载影响，各土层性质也发生了变化，影响了压缩情况，符合深层沉降变化规律。
2.6 检验加固效果
第一，了解土层各个力学性质变化。经过对预压前后力学性质分析可知，实施预压加固后，土层含水量、液压指数、孔隙比等均得到下降，改善了压缩系数及容重力学指标。
第二，分析土体十字板抗剪强度变化。完成真空预压后，土体十字板抗剪强度得到了明显提升。
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3.真空预压技术加固深厚软基原型结果
第一，预压前将砂垫层作为水平通道，插设塑料排水板作为竖向排水通道，并控制好泥质粘土层，布置呈三角型。经过测试发现，在25m深处采集真空度值，膜下检测数据显示，膜下真空度维持在90kpa，表示密封效果良好。
第二，预压后，加固平均沉降控制在1178至2027mm，固结度超过85%，残余沉降不超过20mm，符合设计要求。由此可见，真空预压技术对加固软土地基并消除地基沉降效果明显。
第三，深层沉降监测数据显示上部沉降最大，下部随深度增加缓慢减小。侧向位移深度变化显示，上部位移大，下部较小，所以影响主要集中在0至12m。如果加固地区设有帷幕，真空不会传送到外部，避免了外界因素的影响。
4.了解预压加固机理
4.1 预压机理
真空预压实际与堆载预压机理一致，真空预压包含排水固结问题。该方法需要设置沙井或塑料排水板并加固软粘土，然后在地面上铺设砂垫层，覆盖上密封膜，将封闭膜埋入到加固密封沟中，保证砂垫层与大气隔绝，之后在砂垫层埋设排水管，并使用真空泵进行抽气操作，让膜下成为真空，减少排水板与土地的压力差，进而减少固结沉降。
4.2 真空预压与堆载预压的差异
堆载预压的加固机理较清晰，可以利用增加外力荷载方法来增加地基总盈利，由于记载瞬间不会流出孔隙水，所以此时的外荷载主要由空隙水承担。随着时间的变化，水开始排出，减小了空隙压力，增加了有效应力，在整个操作过程中，超空隙水压有效盈利及总应力均符合有效应力。
真空预压加固软土地基会降低场地地下水，与抽真空力度和场地水文等因素相关，加固机理与堆载预压机理相互独立，预压效果可叠加。
5.真空预压加固深厚软基设计理论
5.1 真空预压设计、施工及相关内容
首先要获得工程相关信息，主要有工期、地基处理承载力、水文地质等各类工程要素。真空预压加固软土地基与排水和加压系统相关，可以在受压中排水固结，提高了地基稳定性，满足了建筑物沉降要求，一般可以从水平排水系统设计、密封系统设计、抽真空设备设计等进行分析。
5.2 前期设计
首先，确定预压区形状和面积。一般真空预压面积越大而且越接近正方形，预压效果越理想。其次，保证场地平整，并进行抬高处理。真空预压中地基沉降较大，而且场中不均匀沉降不仅会产生分离，而且会让砂垫层排水系统失效。
5.3 设计竖向和水平排水系统
竖向排水体与地质条件有较大关系，在固结速率能满足工程要求后，方可设置竖向排水体，否则不设置竖向排水体。竖向排水体主要由塑料排水板、普通砂井等组成，可以结合施工因素等确定。竖向排水体会影响真空预压效果，所以必须合理选择。
水平排水系统主要由砂垫层、主管和砂垫层组成，在真空预压加固软基过程中充当水平排水与传递真空的作用。通常可以结合加固区的形状、大小及真空泵数量等设置主管和滤管，尽量减少管路连接位置的能量损失。
6.结束语
本文主要通过实例研究了真空预压技术加固深厚软土地基机理，并比较了真空预压及堆载预压的差异，同时深入研究了真空预压加固软土地基的设计理论。真空预压加固软土地基预期效果理想，值得深入推广。
参考文献
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[4]雷鸣.真空预压加固高铁软基试验研究及机理探索[J].中南大学,2012,(03).
论文作者:富威
论文发表刊物:《建筑知识》2016年22期
论文发表时间:2017/6/8
标签：预压论文; 真空论文; 水厂论文; 土地论文; 机理论文; 荷载论文; 深厚论文; 《建筑知识》2016年22期论文;