摘要：本文結(jié)合多年的工作經(jīng)驗(yàn)，就真空預(yù)壓法處理軟土地基技術(shù)為話題進(jìn)行簡(jiǎn)要的分析。供同行參考，不妥之處，敬祈斧正。

關(guān)鍵詞：真空預(yù)壓；加固機(jī)理；軟土地基

真空預(yù)壓法作為一種近年來(lái)興起的軟土地基處理方法，在國(guó)內(nèi)外得到了大力的推廣應(yīng)用.很多學(xué)者在真空預(yù)壓室內(nèi)試驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)、真空預(yù)壓加固機(jī)理、真空預(yù)壓計(jì)算理論等諸多方面開(kāi)展了很多工作。

在沿海廣泛分布著一層近代海相沉積物，該土層含水量高、壓縮性大、滲透性小、承載能力差、在天然條件下很難固結(jié)。因此，在上部荷載作用下，其變形與承載力無(wú)法滿足使用要求。目前，對(duì)此類飽和軟土的加固方法很多，如：強(qiáng)夯法、堆載預(yù)壓法、真空預(yù)壓法、碎石樁法等。其中真空預(yù)壓法就是一種簡(jiǎn)便有效的方法。

1 真空預(yù)壓法加固機(jī)理與特點(diǎn)

真空預(yù)壓法是在需要加固的軟土地基表面先鋪設(shè)砂墊層，然后埋設(shè)垂直排水管道如塑料排水板或砂井，再用不透氣的密封膜使其與大氣隔絕，薄膜四周埋入土中，通過(guò)砂墊層內(nèi)設(shè)的吸水管道，用真空裝置進(jìn)行抽氣，使其形成真空，在地表砂墊層及豎向排水通道內(nèi)逐步形成負(fù)壓，使土體內(nèi)部與排水通道、墊層之間形成壓差。在此壓差作用下，土體中的空隙水不斷由排水通道排出，從而使土體固結(jié)。

真空預(yù)壓被廣泛應(yīng)用于大型填海造地工程是因?yàn)樵摷夹g(shù)具有下述特點(diǎn)：

（1）不需要大量的堆載材料。真空預(yù)壓利用真空在土體內(nèi)形成壓力差，利用大氣壓進(jìn)行壓載，不僅解決了預(yù)壓材料供應(yīng)困難的問(wèn)題，還可避免材料運(yùn)入、運(yùn)出而造成的運(yùn)輸緊張、周轉(zhuǎn)困難與施工干擾，而且降低了工程成本。

（2）固結(jié)快、工期短。由于在真空壓力作用下土體除了產(chǎn)生豎向壓縮外，還伴隨側(cè)向收縮，不會(huì)造成側(cè)向擠出，因此在加載過(guò)程中不會(huì)產(chǎn)生地基失穩(wěn)的情況。施工時(shí)無(wú)須控制加荷速率，荷載可一次快速施加，加固速度快，工期短。

（3）加固效果好。真空預(yù)壓一般摸下真空度可達(dá)600mmHg，等效荷重為80kPa，約相當(dāng)于4.5m堆土荷載；當(dāng)需要大于80kPa的預(yù)壓加固荷重時(shí)，可與堆載預(yù)壓法同時(shí)使用，超出80kPa的預(yù)壓荷重由堆載預(yù)壓補(bǔ)足。經(jīng)過(guò)真空預(yù)壓處理的軟土固結(jié)度可達(dá)90%以上，可以消除軟土的絕大部分沉降。

2 真空預(yù)壓法的技術(shù)要點(diǎn)

2.1 預(yù)壓區(qū)平面分塊

受到當(dāng)前真空預(yù)壓密封技術(shù)的限制，預(yù)壓面積是不可能無(wú)限制的。單塊處理面積越大，工期越短、造價(jià)越低。因此，分塊是否合理將直接影響工期和造價(jià)。目前單塊面積已經(jīng)可以達(dá)到5×104m2，但根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，一般按每塊3×104m2進(jìn)行分塊較為合適。各區(qū)之間實(shí)行流水作業(yè)，以重復(fù)利用抽真空設(shè)備，減少工程投入。

2.2 排水砂墊層鋪設(shè)

排水砂墊層材料應(yīng)選用中、粗砂，含泥量要求小于5%。砂墊層的厚度視施工工藝而定，一般為50~100cm。

2.3 加固區(qū)密封

要確保真空預(yù)壓的加固效果，加固區(qū)密封性能的好壞至關(guān)重要。如果密封性能不好，則不可能形成較高的真空度，甚至難以形成真空度。

一般情況下采用密封膜即可達(dá)到加固區(qū)密封的要求，若在加固的軟土層中夾有水平向透水性較好的粉砂或細(xì)砂夾層，則一方面將真空能量主要消耗在抽取大量砂層中的孔隙水導(dǎo)致真空度不能沿豎向排水系統(tǒng)傳遞；另一方面，砂層中的孔隙起著連通大氣的作用，引起真空度的逐漸降低。因此，應(yīng)在加固區(qū)的四周采用密封墻或密封溝進(jìn)行密封處理，切斷加固區(qū)與外界的水、氣聯(lián)系。

2.4 抽真空系統(tǒng)不好擴(kuò)濾管、濾管出膜裝置和真空泵等。

濾管采用UPVC塑料管，濾管布置間距不宜大于6.5cm，濾管周圍需用砂固定，埋砂厚度以5cm左右為宜。膜下真空度測(cè)頭布置在兩條濾管之間。

密封膜采用2層聚乙烯（或聚氯乙烯）薄膜。施工中應(yīng)保證密封膜不破損，相鄰區(qū)塊流水施工應(yīng)保證在抽真空期間密封墻處不會(huì)產(chǎn)生漏氣現(xiàn)象。

一臺(tái)真空設(shè)備的加固面積一般為1000~1500㎡。設(shè)備各連接處用橡皮墊、玻璃膠等進(jìn)行密封，出膜口和水箱進(jìn)水口保持在同一水平面。

2.5 覆水

當(dāng)膜下真空度達(dá)到600mmHg后，可在膜上進(jìn)行覆水，不僅可以避免密封膜老化破裂，還可使加固區(qū)密封性得到進(jìn)一步加強(qiáng)。一般情況下覆水深度不超過(guò)0.5m。

3 真空預(yù)壓法加固效果

目前，真空預(yù)壓法軟基加固已在國(guó)內(nèi)各個(gè)工程領(lǐng)域廣泛采用，如廣州港南沙區(qū)一期工程、天津新港東突堤加固工程、山東省濟(jì)南遙墻機(jī)場(chǎng)跑道加固工程等。從真空預(yù)壓加固前后十字版剪切試驗(yàn)情況看來(lái)，被加固土層的十字版平均抗剪強(qiáng)度可由加固前得15kPa提高到加固后的40~50kPa；而從加固前后的土工試驗(yàn)結(jié)果的對(duì)比來(lái)看，淤泥含水量由加固前的70%以上下降到加固后的40%以下；孔隙比則由加固前的1.5以上下降到加固后的1.0以下；其他各項(xiàng)指標(biāo)也反映出真空預(yù)壓加固后的土體有較大幅度的改良。這些數(shù)據(jù)證明了真空預(yù)壓對(duì)于軟土地基的加固效果是明顯的。與堆載預(yù)壓法相比，采用真空預(yù)壓法加固可達(dá)到相當(dāng)于80kPa堆載預(yù)壓的加固效果，一般可降低造價(jià)1／3、縮短工期1／5、節(jié)約成本1／3.

4 真空預(yù)壓法應(yīng)注意的問(wèn)題

真空預(yù)壓工地加固后期周邊容易出現(xiàn)裂縫，這是由于真空預(yù)壓使土地受到各向相等的固結(jié)壓力并產(chǎn)生整體收縮現(xiàn)象，在發(fā)生沉降的同時(shí)野產(chǎn)生向里的水平位移。因此，加強(qiáng)影響范圍的預(yù)測(cè)和監(jiān)測(cè)，對(duì)加固區(qū)周圍建筑物采取適當(dāng)?shù)姆雷o(hù)措施具有重要的意義。

5 結(jié)語(yǔ)

（1）真空預(yù)壓法是通過(guò)降低土體中的孔壓來(lái)達(dá)到加固土體的目的，真空預(yù)壓使土體產(chǎn)生等向固結(jié)，不會(huì)產(chǎn)生剪應(yīng)力，因此更適合于工期較緊的超軟地基加固。

（2）真空預(yù)壓時(shí)，加固區(qū)內(nèi)的地下水位并沒(méi)有降低，降低的只是孔隙水壓力中的大氣壓力部分，因此，加固區(qū)中的土體可以按飽和土體考慮。

（3）真空預(yù)壓的有效加固深度取決于砂井或塑料排水板的阻力和土體的滲透系數(shù)，對(duì)于一般的軟土地基且井阻較大時(shí)，可以認(rèn)為其加固深度與縱向排水體的打設(shè)長(zhǎng)度基本一致。

（4）在加固區(qū)周圍，土體中的水位可能會(huì)降低，對(duì)加固區(qū)和周圍的土體產(chǎn)生一定的影響，應(yīng)重視真空預(yù)壓與邊界的相互影響關(guān)系，邊界的密封與否是真空預(yù)壓成敗的關(guān)鍵因素。

（5）真空預(yù)壓使土體受到各向相等的固結(jié)壓力并產(chǎn)生整體收縮現(xiàn)象，在發(fā)生沉降的同時(shí)也產(chǎn)生向里的水平位移。加強(qiáng)影響范圍(距離)的預(yù)測(cè)和監(jiān)測(cè)，對(duì)加固區(qū)周圍建筑物采取適當(dāng)?shù)姆雷o(hù)措施具有重要的意義。