水气分离式真空预压技术在淤泥软基处理中的应用

郝思东

摘 要：在日常施工的时候，软基处理的主要施工技术就是水气分离式真空预压技术。对工程实际案例进行认真分析，仔细探究了水气分离式真空预压技术，并对水气分离式真空预压技术的使用情况进行仔细的分析，可为类似工程提供借鉴。

关键词：水气分离式 真空预压施工技术 排水板

在淤泥软基处理过程中，水气分离式真空预压技术受到了广泛运用，其具有工程投资小，施工方便、安全性高等优点。水气分离真空预压系统的组成部分主要有两个，即水气分离式真空泵和水气分离罐体。与传统的小型射流真空泵技术进行比较，水气分离真空泵的性能得到了不断的提高，比如压缩比、抽气量、极限真空和抽气速率等。

1.工程概况

某工程位于渤海50路与港池西围埝之间，北临太重二期工程，南临黄河道。需要处理区域的南北向长度可以达到1000m，东西向长度可以达到600m，总处理面积可以达到60万m2。施工位置土质为淤泥，含水量较高，压缩性大，透水性差，淤泥厚度达到了29.3～36.8m，属于超厚淤泥软基，为了保证淤泥软基处理效果，设计采用水气分离式真空预压施工技术进行淤泥软基层的施工。

2.淤泥软基处理方案

在对地基进行处理的时候，主要使用的处理技术为深层水气分离式真空预压技术与浅层抽水固结法进行有效的连接，铺设一层无纺布和编织布在泥面的表面上，人工设置原生排水板，其方向为竖向，有效间距为1m，按照正方形进行设置，同时将水平滤管铺设好，使滤管与排水板进行有效连接。滤管的上面需要铺设一层无纺布和两层土工格栅，接着将两层密封膜铺设在上面，将真空设备连接好，并进行试抽气，对真空泵进行分批次开启，并使用浅层抽水固结法进行处理。在浅层排水固结50d后进行深层真空预压联合处理，先在处理区四周设置围堰，高度为0.6m，吹填黑砂0.8m，根据现场情况分层吹填，打设排水板，埋设检测仪器，铺设滤管，滤管与排水板连接，将射流泵安装好，同时将密封沟挖掘好，把三层密封膜铺设在上面，接着进行回填处理，使用真空泵设备进行抽气处理，当卸载标准达到设计值以后，可以将抽气工作停止了，详见图1所示。

3.水气分离式真空预压施工技术的应用

3.1铺设塑料排水板

（1）在进行施工之前，要先对加固区域的积水和杂物进行处理，然后对场地进行整平，要求场地的高差控制在25cm以内。

（2）工作垫层。铺设一层编织布和一层无纺布土工格栅在工作垫层上，在进行施工的时候，土工布格栅的有效搭接宽度需要保持在10cm左右。

（3）设置竖向排水板。对该工程的实际情况进行仔细分析，排水板的主要材质为B型塑料，排水板的主要外型大小为厚0.4cm，宽度为10cm，铺设的时候按照正方形进行施工，排水板之间的有效距离需要保持在0.8m左右。排水板初定长度为5.1m，进入淤泥中的深入要控制在4.5m左右，外部漏0.6m，板的宽度方向和加固区域长度方向保持平行。

（4）按照设计分区的情况把各区边界线放出来，测定出板的最佳位置，同时做好详细的标记，板位误差一定要控制在3cm以内。各区设置的塑料排水板数量一定要满足设计的要求，按照设计的要求来对塑料排水板的高度进行设置，不要出现浅向偏差的情况。

（5）人工对塑料排水板进行插设的时候，易于导致不均匀的情况发生，使滤膜被撕坏。

（6）在剪断塑料排水板的时候，裸露在外的长度需要保持在60cm以上。

（7）测量人员要测定出铺设滤管的位置，为了便于滤管和排水板之间进行连接，一般将滤管布置在排水板之间。对排水板进行绑扎时要和滤管紧贴，以便可以形成有效的通道。

3.2连接排水板和连接真空支管

铺设好排水板后，安排施工人員使用剪刀剪平临近的两根排水板。然后将在四通接头中插入排水管，最后将其固定好。连接好排水管以后，使用钢丝软管将四通手型接头连接好。防止四通手型接头上的钢丝软管出现脱落的情况，在进行连接的时候，一定要将钢丝软管插到最佳位置。连接完成后，立即使用钉枪固定好。

3.3真空主管连接

在布置真空管主管道的时候，需要依据区域长边的方向进行施工，将管道两侧40m左右的范围进行全部覆盖。按照设计的标准，真空主管覆盖的有效范围需要达到1000m2以上，将抽真空出口预留好，并使其与水气分离罐实现有效连接。

3.4连接真空支管和主管

使用主管上的四通和三通把三条真空支管连接好，接着将临近的真空单元体进行有效连接，从而使单元体与真空支管实现有效连接，防止出现排水效果差或者是支管变形的情况。

3.5水气分离罐埋设

按照设计的标准，将水气分离罐设置在加固区域的中间位置，水气分离罐埋入到土体中的深度为55cm左右，这样就可以使罐体的稳定性和牢固性得到不断提高。罐体安装完成以后，需要使用砂子将四周回填好。为了使后期的施工得以顺利开展，需要将回填设置成为缓坡的形式。结合本工程的实际情况，一个区域共布置了3个水气分离罐体。

3.6铺设浅层密封膜

使用聚氯乙烯薄膜或者是二层聚乙烯来充当密封膜，在施工的时候，使用淤泥将膜的四周压实，这样可以有效预防漏气的情况出现。密封膜的下部铺设一层土工布（200g/m2），以免膜下的碎石或粗颗粒将密封膜刺破后出现漏气的情况。在密封膜铺设的时候，依据区域的前后顺序进行铺设。密封膜铺设好以后，需要安排专人进行仔细检查，一旦发现破损的情况，就要立即采取措施进行处理。先用清水将破损位置清理干净，接着使用胶水贴将破损位置粘贴好，此项工作完成后接着进行下一项施工。在铺膜的时候，一边铺膜，一边用砂子压膜，这样就可以有效预防起风后将膜吹毁。

3.7 连接水气分离罐和水气分离真空泵

将密封膜、编制土工布和无纺布土工布铺设好以后，可以对真空膜和区分离罐法兰内部的土工布进行裁剪了，罐体的上下部分使用螺丝进行固定。安装完水气罐以后，真空泵和水气分离罐可以使用软管进行连接。

3.8抽真空

启动水气分离式真空泵的电机以后，接着将总阀门进行关闭，认真观察真空泵上真空表的数值。当真空度达到98kPa以后，打开总阀门，接着将真空度经管道插入到水气分离罐中。连接排水阀的自动止回阀会始终处于关闭的状态，水气分离罐里面的真空度就会比较高，借助集水口把真空度传入到真空管系统里面。在排出土体中的水和气体的时候，可以使用排水板将其从真空系统集中到水气分离罐里面，最终将其全部排出。

4 .分析水气分离式真空预压施工效果

在进行施工的时候，主要使用的施工技术为水气分离式真空预压技术，设置的水气分离罐体数量为3个。在真空预压施工的时候，使用水气分离式真空泵和射流真空泵同时施工。大量的实践证明，使用抽真空进行排水作业要比传统的施工技术节约一半的能耗，因此，水气分离式真空预压系统的环保效果和节能效果比较突出。为了进一步检验该项施工技术的成果，委托第三方对累计平均沉降量、沉降速率、膜下真空度和空隙水压力等进行检测和测量，全部满足设计的要求。

5.结束语

综上所述，本文对实际的施工案例进行了仔细的分析，深入探究了水气分离式真空预压施工技术的详细情况，得出在一样的抽真空时间段里，水气分离式真空预压工艺的孔隙水压力消散、膜下真空度、沉降速度、沉降量等都达到了设计要求，并且在施工简易程度方面、施工环保性方面、施工安全方面具有非常显著的优势，值得大力推广和应用。

参考文献：

[1]郝欣，阮德生，张文国.淤泥软基处理方法[J].水利科技与经济，2007（06）：443.

[2]金小荣，俞建霖，龚晓南，等.真空预压部分工艺的改进[J].岩土力学，2007（12）：2711-2714.