无砂法真空预压的新技术新材料应用

裴根

摘要：技术创新、材料革新是推动建筑行业向前发展和进步的基石，真空预压技术在中国已经实施了约二十个年头，从传统式到无砂法，真空预压在工艺与材料上都有了质的变化。技术上更加先进、成熟，材料上更加科学、适用，既节约了成本，也提高了质量，更是地基处理领域新的突破。

关键词：无砂法；新技术；新材料

一、工程概况

项目原泥面高程-5m左右，吹填后泥面高程+5m至+5.5m之间，吹填泥层厚度约10m；该区域大部分为吹泥溢流沉淀后形成，土颗粒细，黏粒、胶粒所占比重大，土壤渗透系数差；土壤含水率高，浅表层天然状态下含水率达到98%以上，土壤压缩量大，吹填后滩面有大量积水。

二、无砂法真空预压设计标准

1、浅层处理完成后应满足深层插板机安全施工要求，地表承载力达到40KPa及以上；

2、深层真空预压要求膜下真空度稳定保持在650mmHg以上（相当于85kPa）；

3、深层工后分层取土液性指数小于1.0，工后分层十字板抗剪强度≥20KPa，每个竖向检测孔分层指标满足之一条件不低于分层总数90%，且该孔十字板剪切强度最低值不小于16KPa；

4、固结度≥90%（按沉降量曲线计算），连续5天的平均沉降量不大于2.0mm/d；

5、工后地表承载力特征值不小于60KPa。

三、无砂法真空预压工艺做法

1、预处理（浅层处理）工艺：

（1）施工准备：

由于施工原泥面为吹填后的沉积物，淤泥较厚、积水较深；无法组织人工开展作业。因而，首先通过进场数台真空射流泵对施工区域内积水进行外排，形成施工作业面。

（2）测量放线

根据现有的控制桩、复测线路中线、水准基点及放出路堤坡脚边桩。

（3）铺设编织布土工布

在预处理排除吹填泥面的积水后，应在浮泥区域表面铺设一层150g/ ㎡编织布和1层200g/ ㎡无纺土工布，可以起到阻隔泥浆和人员防护措施的多种作用。

（4）浅层人工插设塑料排水板

排水板人工插设前，应先按照间距0.75×0.75m的方格网进行桩位测放，并将桩位下已铺设的编织布、无纺土工布平行的水平位置处割开12cm左右开口，形成排水板插设通道。

然后采用浅层人工插设B型防淤堵排水板（板宽7～8cm）深度为4.5m，间距0.75m正方形布置，外露不小于0.6m，排水板底端口进行密封处理，以避免淤泥进入。泥面以上排水板长度外露在0.55～0.6m提起铲板，完成该排水板的插设作业。

（5）水平管网系统铺设

本工艺管网铺设所用滤管为管径φ40的PVC钢丝软管作为水平支管与主管；使用塑料手型接头将相邻塑料排水板插接，同支管旋接从而形成水平排水通道。手型板采用PVC硬塑制作，手型板接头宽度大于120mm，接缝间距不小于4mm，手型板强度不小于φ40mm的PVC钢丝软管主管强度。

将相邻两排、排水板头用剪刀剪去多余及斜角部分，与放在中间位置的手型接头进行插接操作。板头应插至手型接头底部，插接深度不宜小于50mm，两侧排水板不得产生扭接、漏接、错接等不合规操作。

插接后需使用木工枪钉进行再次固定。采用三角形布置，有效保证排水板与手型板接头的贴合度，防止出现脱落，漏气等问题。

手型板与水平PVC真空管网采用插接方式进行连接，支路管网系统使用管径φ40的PVC钢丝连续软管进行连接。

真空主管同支管使用连接件（三通、四通接头）插接处理。

（6）浅层真空预压

在完成管网系统铺设后，需再铺设1层编织布（150g/ ㎡）用以保护密封膜；铺设2层密封膜连接抽真空设备（采用大泵不倒翁集水井技术，约64000m2布置一台机械真空泵），膜下真空度不小于80kPa，，恒载抽真空时间为60～90天。

2、正式处理（深层处理）：

（1）深层处理采用打板机打设B型防淤堵排水板（板宽10cm）深度为底标高控制至-13.5m，间距0.8m正方形布置，外露不小于0.6m，滤管采用直径为d=40钢丝软管，排水板与滤管采用“手型接头”连接，铺设1层编织布（150g/ ㎡）；铺设3层密封膜连接抽真空设备，恒载抽真空时间为不少于120天。

四、无砂法真空预压技术要点

1、对于泥质极差、易透气等区域采用增压抽气，增压区域插设增压管，增压管置于排水板（9根）所围成的正方形中心位置，严格控制垂直度，垂直度偏差不得大于2.5%，且增压管不透气段埋深应大于1.5m，增压管总长度为5m，通过气压管与增压系统相连通。

增压施工做法：

①真空至80kpa以上，连续抽真空（浅层40天、深层60天）后至出水量明显减少或周平均沉降量减小至60mm，开始增压施工。

②增压采用间歇式方式，施工时气压控制不小于0.4Mpa（根据场地实际情况进行调整），待真空度减小10kpa时停止增压。

③再次维持抽真空至（浅层80kpa、深层85 kpa）以上至出水量减少时，再次增压施工。一般24h增压施工一次，每次2.0h。

④增压施工往复循环15次，周平均沉降量降至35mm以下时，增压施工结束。

2、铺设真空主管、支管及手型接头，主管和支管采用变径三通、四通连接，塑料排水板通过手型接头与真空支管相连，主真空管连接不倒翁集水井，不倒翁集水井再连接到真空主机，组成真空系统，增压管通过支气管与主气管相连，主气压管通过出膜器分别与真空系统、增压系统相连。

3、压膜沟开挖应沿加固区边界进行，深度至少应挖至淤泥层以下0.5m，宽度0.5m，放坡坡度1：1.5。

4、抽真空时先进行试抽气，检查，要求分批循环开启射流泵，每批开启1/3的射流泵，每批持续5天，然后开启全部真空泵，膜下真空度不小于80kPa。

五、无砂法与传统式对比优势

1、传统式需要砂垫层作为水平排水通道，无砂法利用手型接头和无孔钢丝软管直接插入式连接，形成管内直排，减少砂垫层施工，既节约了成本，也节省了工期；

2、排水板根据浅层和深层选用不同宽度的板型，浅层泥质差、插板短，通水量需求不高，故而可选用窄板，通过缩小插板间距，可提高泥质改善状态；另外使用防淤堵排水板代替传统排水板，对于施工便捷度和质量保障起到了重要作用；

3、滤管选用无孔钢丝软管，可充分提高环刚度，减小变形以提升通水效果；接头把传统的绑扎式改为插入式，可以让地下水直接排出，同时减少板内污染，提高泵的使用寿命；

4、从传统射流泵改为集成式大泵，优势在于方便巡查、维修，减少故障率，提升质量；工人不用下水排查，减少了溺水、触电等安全风险，同时可以节约用电量；

5、增压装置的使用，提升了真空压力的稳定性和地基处理效果。

結语

如今，新技术、新材料在各工程领域的更新日新月异，所有的技术进步都是广大劳动者智慧的结晶，针对不同的工况、不同地质、不同需求我们要严格比选最佳方案，同时做好各环节、各工序的监控和管理，要勇于创新、善于改进、敢于转变。只要用心，就能出新。

参考文献

[1]龚晓南，高等土力学【M】.浙江：浙江大学出版社，2006

[2]郑俊杰.地基处理技术【M】.武汉：华中科技大学出版社，2004

[3]蔡金荣.真空预压技术在杭宁高速公路软基加固中的应用，中国港湾建设，2006（6）

[4]《吹填土地基处理技术规范》（GB/T51064-2015）

[5]水运工程质量检验标准（JTS257-2008）

（作者单位：中交天津港湾工程设计院有限公司）