软土区真空预压法施工对周围构筑物的影响的研究

文/简榆 上海中船勘察设计研究院有限公司 上海 200063



软土区真空预压法施工对周围构筑物的影响的研究

文/简榆 上海中船勘察设计研究院有限公司 上海 200063

本文主要就软土区真空预压法施工对周围构筑物的影响，展开了相关的分析与探讨，首先就真空预压加固机理予以了简要的阐述，而后主要就真空预压对周围构筑物在面积因素、预压条件以及影响范围等方面展开了深入的研究，最终明确了在真空预压加固的过程当中，不同深度、距离的土层在加固场地之中的水平位移量及深度，会伴随着时间的发展而产生不同的改变。

软土；真空预压法；构筑物；影响

运用真空预压法对软土地质进行加固处理，通常是采用在密封薄膜，使膜内外产生出一定的气压差，地基土质会伴随着等向应力的提升而发生收缩固结，而其对于周边的土体环境的影响目前还缺乏可靠的参考依据。并且这一方法在实际的应用过程当中，还存在有一定的条件限制并且存在有许多仍需解决的问题，特别是环境方面的问题影响。因此开展相关的研究工作便具有十分重要的作用与价值，应当引起人们的重视与思考，据此下文之中将主要针对真空预压对周围构筑物的影响，展开具体的分析与探讨。

一、真空预压加固机理

真空预压法具备十分明显的优势特性，与传统的堆载预压法相对比而言，真空预压法能够有效的降低能源损耗，并且在工期与造价方面优势显著。另外，还不会造成土体的侧向挤出损毁，较常应用于对软土地质的加固当中，尤其是超软土的地基条件之下。真空预压固结在负压环境的作用之下，土质条件的固结过程同时也满足于正压固结当中，需要满足连续条件，即为在土体固结之时渗流的速度和水力梯度能依从达西定律；土体的有效应力和孔隙比之间所产生的变化关系要能够依从于压缩定律。因而通过负压作用所产生出的固结环节，亦可运用固结微分方程。然而这一固结理论往往需要假定土体当中，相应的附加应力应当沿着水平面均匀分布，且土体压缩和软土水渗流均是一维的。

二、真空预压对周围构筑物的影响分析

1.面积因素的影响

为了对面积因素所造成的影响进行相关的分析探讨，便需要将面积因素予以独立分析，即为单纯将预压加固范围当中面积因素予以改变，并确保其他相关因素不发生任何改变，例如土质指标、排水板间隔距离、排水板布设深度、膜下真空度以及边界状况等均完全一致。

在面积因素当中，可将图纸指标视作为和具体的工程建设完全一致，即为排水板之间的距离取值为1.0m，布设深度为20m，薄膜下侧的真空性为80KPa均完全一致不发生任何改变，在垂直向和水平方向上的渗流系数均为并确保不发生改变。在此之中依然探讨的是平面上的影响因素，因此一举对阵性原则仅取值加固区域宽度的一般，而后选用相关的有限元分析应用程序予以计算处理。在实际的计算过程当中，可选取具有代表性的加固区域外部地表层的水平位置移动，以及加固区域边界点之上顺延着布设方向的水平位置移动，将之作为主要的研究对象。针对计算所得出的结果内容采用坐标系图像的方式呈现出来，对此可选取出加固区域在实际的布设宽度距离条件下，予以相应的运算处理，并绘制出相应的位置移动坐标图，如下图1所示。

图1 加固区边界点的水平位移情况

2.预压条件的影响

因为真空预压法是采用排水管道所产生出负压边界，而孔间隙会因为不同的压力差值而发生渗流情况并使得土体发生固结，进而达到土体加固的作用，因此真空度即等同于在正压作用之下的外部载负荷力。其能够对于最终的加固效果质量，产生出最终的决定性影响，因此开展真空度的研究至关重要。通常会因为相关的预压施工工艺，以及薄膜密封的要求，往往在真空预压之时所选用的膜下真空度通常为80KPa。以实际施工项目的土质指标为参考依据，在加固范围的宽度取值90m之时，则相应的排水板间隔距离即为1m，加固范围计算宽度取180m，布设深度20m，选取有限元程序计算真空度在80KPa左右变化时，土体所产生的侧向变形压力值，而后将计算所得出的结果值绘制为坐标图，如下图2所示。

图2 真空度90d时最大侧向位移曲线

通过对上图2的观察，能够明显的发现，在真空值逐渐增大的同时，侧向位移的最大数值及最大沉降值也逐渐增加，并且与真空度之间近乎呈现出了一种正比例关系，由上述位移曲线能够推测出真空度和最大侧向位移及沉降曲线，是经过原点的一条直线，且其斜率是由土体的性质、排水板间隔距离以及布设深度等条件所共同决定的。

3.影响范围分析

近些年来，伴随着相关扩建工程建设项目数量的不断增加，需采取真空预压加固的软土地基区域，越来越会牵涉到相关的已建成构筑物体，因此相关的侧向位置移动以及对于周边构筑物体所产生的影响，已经引起了相关技术人员的高度重视。因此可对于一些具体的实际测量观测数据展开具体的分析与探讨，并针对真空预压对周边构筑物所产生的影响范围予以初步的分析。

在实际的工程项目设计中，应依据实际的地基土质条件来进行影响范围分析，对于加固的土质地层含水量较高，并且具备有高压塑性，以及抗剪强度较差等典型软土地基时，在实际的施工过程当中可在加固范围的边缘位置，给予周边临近的构筑物布设以适当的位移观测点，及沉降观测点。受制于加固区域土体固结的影响，施工区域附近的土体位移通常发生于真空预压的前期施工中，并且其位移量会伴随着固结深度的加大，而逐步缩减；另外伴随着加固预压时间的推进，其对于周边土体所造成的影响也会逐渐增强。

结束语：

若在真空预压的施工过程当中，施工现场周边存在有相关的构筑物体，则应当促使加固区域和构筑物之间确保有充足的间隔距离，同时还要加强对于施工过程的监测，对于周边存在有浅层基础的构筑物群可运用开挖隔离沟的方法，来减轻对构筑物的形变影响；在桩基础之上要充分考虑到软土质地基当中桩体嵌入位置，以及上端位置的康水平能力等相关因素，并对于土体的位置移动影响予以相应的判定之后，依据桩基形式与加固区域间隔以适当的距离。

［1］余湘娟，吴跃东，赵维炳等.真空预压法对加固区边界影响的研究［J］.水利学报，2015（9）.

［2］董志良，李婉，张功新等.真空预压法加固潮间带软土地基的试验研究［J］.岩石力学与工程学报，2015（z2）.

［3］任志福.真空预压法加固软土地基机理相关问题的探讨［J］.建筑科学，2014（3）.