真空预压法加固软基施工技术研究

杨贤舒

【摘要】随着当前社会的不断发展,软土地基施工的范围逐渐的变大,在道理修筑的过程中,软土路基已成为当前施工的难点与重点,更是影响当前道路质量的主要因素。真空预压加固软土地基是近年来在软土地基处理中比较常用的方法真空预压属于排水固结法的一种，我国在20 世纪50 年代末和60 年代初开始对这一方法进行研究。本文就目前建筑工程中的施工技术研究分析，并就真空预压法的施工技术要点进行总结与探索，并提出了相关的技术要点。

【关键词】真空预压法加固软基施工技术

中图分类号：TU74文献标识码： A

真空预压系统由抽真空系统和排水排气系统两部分组成，施工时首先在原地基表面铺垫一定厚度（通常为400～500mm）的砂垫层，再在土体中打入砂井、袋装砂井或塑料排水板作为竖直排水体，将不透气的薄膜铺设在砂垫层顶面上，薄膜四周埋入不透水土中，借埋设于砂垫层中的管道，将薄膜下砂垫层中的空气抽出，使其形成相对负压，由于砂井渗透性较大，该负压能够快速传递到砂井深部，从而再砂井和砂井周围土体之间形成孔压差，使土体中的空隙水流入砂井并被排出，已达到固结的目的。

真空预压法

原理

真空预压塑料排水板法是近年来迅速发展起来的一种新的软基处理方法，它主要包括加压和排水两个子系统。加压系统是由借助于覆盖在砂砾垫层上的不透气薄膜，用真空泵来形成的负压、密封薄膜上的外加堆载以及由于地下水位的降低使土体由饱和容重变为湿容重而产生的附加应力组成；而后者则包括水平向和竖向排水系统，竖向排水系统一般由塑料排水板(或砂井、袋装砂井)组成，水平排水系统一般由砂垫层以及埋入其中的PVC排水管组成。地下水在上述荷载作用下产生径向渗流，汇集到砂砾垫层中(或排水管内)并由真空排水系统排出，使土体有效应力增加，同时达到土体固结的目的。

2、特点

（1）不需堆载, 节省费用。省去了加载和卸载工序, 节省大量堆载材料、能源和运输费用,同时也缩短了加固施工工期。

（2） 固结时间短, 加固效果好。真空法所产生的负压使地基土的孔隙水加速排出,可缩短固结时间;同时由于空隙水排出, 渗流速度增大, 地下水位降低,有渗流力和降低水位引起的附加应力也随之增大,提高了加固效果。

(3)孔隙神流水流向。孔隙神流水流向及渗流力引起的附加应力均指向被加固土体, 土体在加固过程中的侧向变形很小,真空预压可一次加足,地基不会发生剪切破坏而引起地基失稳,可有效缩短总的排水固结时间。

(4)土质越软, 加固效果逾明显。真空预压法适用于超软黏性土地基、边坡、码头岸坡等地基稳定性要求较高的工程地基加固,土质逾软,加固效果逾明显。

二、施工机具设备和材料要求

真空预压设备由真空泵和配套设备组成。真空泵一般宜用射流真空泵，真空泵的设置应根据预压面积大小、真空泵效率以及工程经验确定。一套抽真空装置在施工初期可负担1000～1200 ㎡的加固面积，后期可负担1500～2000 ㎡的加固面积。真空装置数量应以始终保持密封膜内高真空度为原则，且每块预压区宜设不少于两台真空泵。配套设备有集水罐、真空滤水管、真空管、止回阀、阀门、真空表、密封薄膜等。真空滤水管采用钢管或塑料管材，应能承受足够的径向压力而不变形。滤水管上梅花形布置滤水孔，孔径一般为8～10mm，孔间距50mm；管上缠绕直径为3mm 的铁丝，外包尼龙窗纱布一层，最外面再包一层渗透性好的编织布或土工纤维或棕皮。密封膜应采用抗老性能好、韧性好、抗穿刺能力强的不透气材料。常用聚氯乙烯薄膜作为密封膜。密封膜热合时宜用两条热合缝的平搭接，搭接长度应大于1.5mm。密封膜面积要大于预压场地面积，一般要求每边大于预压区相应边2～4m。为了保证整个预压过程中的密实性，塑料模一般宜铺设2～3 层，每层模铺好后应检查和粘补漏处。

三、施工工艺

l、施工流程。

真空预压法的工艺流程为：地质调查一排水设计一施工准备一排水砂垫层施工一打设竖向排水体一埋设真空分布管一铺设密封膜一安装真空泵、连接管路一抽真空一观测一卸载。

2、主要工艺

（1）场地处理

在施工之前必须重平心施工场地的处理, 保证地表清理彻底及平整, 如果地表清理不彻底, 会严重影响后期插板质量,工效和真空预压的气密性。另外如需在施工现场设置临时施工通道, 必须在开工前进行合理布置, 防止在后期施工过程中由于施工设备运输等原因造成气密设备的损伤, 从而影响气密效果。

（2）砂砾垫层设置

清理结束后, 填筑素土及排水砂砾垫层, 并碾压密实,同时埋设好监测仪器。砂砾垫层作为土体内部塑料板排水和土体外部真空设备抽气抽水的中介层, 会直接影响到真空压力的传递及排水效果, 因此必须严格控制砂砾垫层的施工质量。首先要控制砂砾的均匀性、级配和通水能力, 含泥量和厚度满足设计要求, 含泥量一般控制在3 %以下, 厚度不小于20 cm , 以防影响通气性和渗水性。其次在确定厚度时, 应考虑机械设备行走时可能对砂砾垫层的破坏作用, 根据实际情况适当加厚。

（3）塑料排水板。

①塑料排水板的施工质量在很大程度上取决于施工机械的性能。在打设排水板时严禁出现扭结、断带和撕破滤布等现象，要求板的回带长度不得大于50mm，且剪断的排水板应在砂砾垫层以上大于20mm，桩尖对准桩位标记偏差应控制在±7cm范围之内，桩管的垂直度偏差应不大于±1．5％。

②桩尖平端与导管靴口配合处应符合要求，避免桩尖与导管靴口产生错缝，防止在打设过程中淤泥进入导管。

③在进行排水板的对接时，为防止排水通道的阻塞，应将板头两端滤布剥开，使芯板相连，再将滤布套在一起，用l0 铅丝制成的u型钉钉牢(要求搭接长度应大于20cm)。

④导管进口处安装尼龙导向轮，避免出现排水板扭结现象和撕破滤膜。

⑤采用钢尺放线，在桩尖对位时严格控制误差在±7mm范围内，确保桩位放线精确；要求塑料排水板的打设垂直度控制在1．5％以内。

（4）铺设密封模。

在砂垫层上铺设密封薄膜，为确保薄膜的密封性，一般采用3层聚氯乙烯薄膜，按先后顺序同时铺设，并将模的四周密封。模的四周密封方法一般是在离基坑线外沿2m开挖深0．8—0．9m的沟槽，将薄膜的周边放入沟槽内，用黏土或粉质黏土回填压实要求气密性好，密封不漏气，或采用板桩覆水密封。经验证明，膜上全面覆水较好，既保证薄膜的密封性又减缓薄膜的老化。膜上沟内同时覆水、封闭式板桩墙内覆水，一般适用于密封膜和密封沟发生

漏气现象时，作为辅助密封措施采用。

（5）真空泵及真空预压。

因真空管路中设置了一定量的止回阀和截门，要求管路各连接点需严格进行密封处理，确保真空泵的正常运行。应严格按操作规程进行真空预压的操作，在抽真空过程中定时作好膜下真空度及泵上压力的记录，如发现异常，及时采取应对措施，避免影响软基加固。

（6）动态监测。

配合施工对地表沉降、分层及深层沉降、侧向位移、孔隙水压力及地下水位的变化进行动态监测，确保高路堤施工的正常进行。

结束语

随着当前社会科学的飞速发展, 软土地基中桩基承重台的建筑和设计已成为在软土地基施工的主要保障因素, 是增加软基施工质量的前提和基础, 做好软基承重台侧移的控制是保证软基安全施工的提高其质量的有力保证和前提基础。当今建筑工程施工中的地基加固方法多种多样,对于各种类型的土层,无论是加固方法还是采用的机械、材料等都已日益丰富,随着建筑领域新技术的不断改进, 真空预压法加固软土地基的施工技术, 也将愈发完善。

参考文献

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