广州南沙明珠湾区起步区开发建设指挥部广州南沙重点建设项目推进办公室 广东广州 510000
摘要：在水闸工程的软弱基础处理当中，闸室采取PHC管桩基础的，为防止闸室及周边土体下沉，为了保证水闸基础的质量，事先需要对对软基进行处理。通常采取真空预压技术对水闸闸室及周边软基进行处理，本文从真空预压的施工工艺和方法、密封膜的铺设、真空预压加固效果的分析以及相关的监测结论等的方面对真空预压技术运用进行分析。
关键词：真空预压技术；水闸基础；运用
1.引言
本文通过广州南沙灵山岛尖东环涌南水闸采用真空预压技术地基处理案例，浅谈在水闸软基处理过程当中，针对地基不稳不牢、淤泥厚度大的问题，需要用到真空预压技术来解决这一问题。在处理基础的过程中，从真空预压的施工工艺和方法进行详细的阐述，合理地铺设密封膜，分析真空预压加固的效果等，使得真空预压可以对水闸的地基做到有效地处理。
2．真空预压技术施工的工艺和方法
2.1挖密封槽
首先，真空预压的技术需挖密封沟（也可采用搅拌桩密封墙）。在水闸的软基的加固中，四周应当挖出适当深度的沟槽，这就是经常提到的密封沟。密封沟主要用在埋设密封膜，密封沟的深度应当进入不透水层的顶面以下一米是最恰当的。挖密封沟的时候，施工量一般较小，密封沟的细致度往往会影响到密封效果的好坏，所以应当严格地进行密封沟的开挖工作。密封沟施工主要采取液压反铲的措施，结合人工配合的方式进行合理地开挖工作。在密封膜铺设完成之后，采取淤泥或者黏土进行密实回填。采用搅拌桩密封墙的，采用搅拌桩机在真空预压范围内四周搅拌形成一堵密封墙，然后把密封膜包裹在密封墙外侧并插土体，用淤泥或者黏土进行密实回填。
地基处理的基本结构
2.2埋设管路和膜下的测头
真空滤管大多采取质地比较硬的透水管，一般不超过75mm，常采取有硬聚氯乙烯或者聚丙烯管。硬质透水管壁厚一般为3.0mm，经常把透水管打孔加工完成之后，用包土工织物滤水管层。进行有效得结实捆绑，形成滤水层只允许透水汽而不会透过砂的效果。对于那些需要采取胶管连接的真空滤管，胶管的长度要在10mm左右，使用铅丝对其进行绑扎，要绑扎的结实。绑扎的铅丝结头应当朝下，避免扎破滤膜。滤管遇到交叉的情况，应当采取二通、三通或者四通的连接方式，在水闸软基加固地方的中间部分。滤管和滤管连接之间采用四通管连接的方式，旁边应当会有滤管采用三通管的连接方法，四个角滤管和滤管之间采用二通管连接。为了防止软基础有下沉的现象，滤管和滤管之间还有二通、三通、四通和滤管连接之间需要用到橡胶波纹管进行连接，胶管套入长度大约为10cm的滤管，当滤管连接完后之后，埋入砂中，砂的厚度大约为20cm，埋盖好以后上方应当采取砂进行覆盖。密实度应当和砂层接近。在滤管角点和加固的区域中心应当安装膜下真空的测头，角点膜下真空测头应当和加固区边线保持5m的距离，和真空滤管保持大于3m的距离，真空度测头和滤管之间要直接连接。
2.3真空预压技术铺设密封膜、出膜
在密封沟壑真空滤管工作都完成以后，应当先清除砂垫层表面上的杂物，安排施工人员进行细平砂垫层。等到真空表测头和其他的相关联的仪器都埋完成之后，安排施工人员对其进行铺设密封膜处理。经常用到的密封膜一般分为三层聚乙烯薄膜和聚氯乙烯薄膜，要求严格密封膜的质量，并且应当符合设计的要求。密封膜在规定的工厂热合一次成型，如果要求现场粘合，搭接的宽度应当大于2m。真空膜的要求就是分层进行铺放，铺放的范围就是整个真空预压区域，要求四周都应当进行加固处理，密封膜应该预留足够的余地，宽度应当预留3~5m，在真空膜铺设完成之后，要把膜体周边埋到密封沟里面。用淤泥黏土对密封沟进行合理地填充和压实。铺设密封膜是水闸软基处理的关键所在。密封膜的质量好坏，会影响到加固的效果，另外就是预防密封膜的损坏。
2.4安装射流泵和安放地表沉降标
在真空预压技术对水闸的软基处理的过程中，选用3BA-9型的射流泵，这种类型的射流泵的功率是7.5kW，真空压力能够达到0.095kPa以上。在射流泵对布设图进行布置的时候，要确保位置的准确，必要时要进行密封连接。在安装的时候，要进行合理地调试，检查安装质量，为抽气做好必要的准备。在密封膜上放上沉降标底板，当地表出现沉降的时候，沉降标随着地表下沉，利用水准仪进行定期的观测，当埋设完毕之后，对杆顶初始高程进行测量。
3.真空预压技术的抽真空和真空的维持
3.1试行抽真空气
在抽真空气之前，要对各种仪器进行调整，调为初读数，在调整好之后，要开泵进行抽真空气，检查密封膜上是否有漏洞，如果发现了漏洞，要采取相应的措施进行修补，在修补完后以后，向密封膜上覆水处理。密封膜的下面的真空程度压强达到630mmHg，相当于80kPa。
3.2正式抽真空气
要求密封膜真空程度压强超过630mmHg，就是大于80kPa。真空预压恒载72h后要开始正式的计算时间。真空预压满载开始计时之后，保证开泵率达到设计的要求。真空预压满载抽气的时间在90d。
3.3抽真空的过程
在抽真空气的过程当中，保证射流泵的正常运作，射流泵在运转的过程中，射流箱当中的循环水需要注意不断补充，射流泵水泵和电机定期进行维修和保养。在储备一定数量的备用水泵和电机的情况下，要注意及时进行更换。
3.4真空预压恒载后
抽气过程中保证开泵率设计真空压力，保证真空预压可以达到设计的要求。
3.5真空预压恒载，保证开泵率之后进行的排水工序
在进行真空预压过程当中，要有集中有序的排水措施，能够减少对周围其他工程施工范围的影响，可以保证现场施工的正常的环境，使得施工的程序有序的进行。
3.6对真空预压恒载沉降进行观测
真空预压恒载后，应当留意观察高程控制网，在施工的过程当中应当及时进行观察，做好现场的施工沉降观测工序，在施工之前要求每隔1d进行测读一次，在施工后期要求每隔3天测读一次，射流泵上和密封膜以下，真空程度每隔4h需要测读一次，要求做好记录工作。
4.真空预压加固效果分析
4.1孔隙水压力分析
在抽真空气过程当中的监测数据可以看出，因为真空度向下传递，导致了土体的孔隙水压力呈现出了下降的趋势。真空预压过程中孔隙水压力向深度方向传递十分明显，孔隙水压力消散情况也比较良好。
4.2分层沉降的分析
在水闸的软基加固工程中，真空预压分层沉降曲线可以看出真空预压在水闸软基处理过程当中沉降的趋势。各个真空预压分层沉降的监测数据可以推算出固结度为90.0%~91.1%，在卸载的时候，各个真空预压加固区连续10d，实测地表平均沉降速率要小于每天2.0mm，而且达到了设计的要求。从一些试验可以表明，改性水泥和原水泥并不相同，反映出的效果不同。各种性能的水泥粘度的变化趋势也不一样。存放水泥的时间不应当过长，对现场施工的改性水泥，要不间断得进行搅拌，防改性剂离析。
4.温度对真空预压技术的影响效果分析
在水量比一定的条件下，随着温度的升高，真空度也会相应的增加；在温度相同的条件下，随着水量比的增加，真空度也会出现增加的现象；在真空度相同的条件下，随着水量比的增加，温度应当适当的降低。
水量比与真空度的关系曲线
5.其他的监测和结论
5.1根据监测的地表沉降数据分析
在水闸的施工过程当中，会出现较大的沉降现象，实测地表总沉降在1160~2230mm范围以内，连续10d期间，地表的沉降小于每天2.0mm，达到了设计的要求。
5.2根据真空预压实测分层沉降的监测数据分析
在真空预压的过程当中，土体的总压缩量是892~1334mm，卸载时利用真空预压分层沉降数据，推算水闸综合固结度。
5.3根据孔隙水压力的监测结果表明
在真空预压的过程当中，水闸地基能够充分排水并且可以形成固结的状态，卸载时利用真空预压的孔隙水压力的消散情况进行分析，可以得出水闸综合的固结度为85.7%~90.4%以内。
6．结束语
利用真空预压技术在水闸基础的处理过程中发挥了关键性的作用，从真空预压的施工工艺和方法、密封膜的铺设、真空预压加固效果的分析以及相关的监测结论等的方面对真空预压技术在水闸基础处理的运用进行分析。
参考文献：
[1] 郑俊杰.地基处理技术[M].武汉：华中科技大学出版社，2004
[2] 郑国雄，软土地基的工程特性与加固处理，《中国高新技术企业》-2009-08-15
[3] 王红，既有地基基础加固技术及其工程实现的研究，《南京理工大学硕士论文》- 2010-04-01
论文作者:王海波
论文发表刊物:《基层建设》2015年26期供稿
论文发表时间:2016/3/18
标签：预压论文; 真空论文; 水闸论文; 射流论文; 技术论文; 孔隙论文; 过程论文; 《基层建设》2015年26期供稿论文;