摘 要：在某工程大面積真空聯(lián)合堆載預(yù)壓處理過(guò)程中，不斷地通過(guò)在不同分區(qū)內(nèi)采用不同類型和不同功率的真空射流泵進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)，分析其單位面積的耗能量，達(dá)到降低單位面積的耗能，從而使整個(gè)工程項(xiàng)目降能增效和成本節(jié)余明顯得到增強(qiáng)。

關(guān)鍵詞：真空聯(lián)合堆載預(yù)壓；真空射流泵；耗能量

某項(xiàng)目選址于廣東江門市新會(huì)區(qū)，占地1916畝。擬建場(chǎng)地在區(qū)域地貌上屬于珠三角沖積平原，自然標(biāo)高為-0.8～2.9米，地勘揭示場(chǎng)地主要軟土層為黑色，飽和，軟塑～流塑的淤泥層，厚度14～18米，含水量70%～90%，比隙比1.9～2.3，局部夾砂層，并含少量貝殼。場(chǎng)區(qū)由+0.8m回填至+4.3m標(biāo)高，為消除地基過(guò)大沉降，主要采用真空聯(lián)合堆載預(yù)壓進(jìn)行軟基加固處理。處理區(qū)域分為24個(gè)區(qū)，其中22個(gè)區(qū)域采用真空堆載聯(lián)合預(yù)壓。

真空聯(lián)合堆載預(yù)壓采用真空射流泵抽真空使得膜下真空度不低于80kPa，現(xiàn)場(chǎng)利用網(wǎng)電供電，設(shè)計(jì)要求每800m2設(shè)置1臺(tái)7.5kw的真空射流泵[理論單位面積的日耗電量為225瓦時(shí)/（平方×天）]，僅抽真空的耗電成本就占整個(gè)處理成本的50%～60%。在滿足設(shè)計(jì)要求（膜下真空度不小于80kpa）不降低真空堆載聯(lián)合預(yù)壓效果的前提下，減小抽真空時(shí)單位面積的耗電量對(duì)整個(gè)工程項(xiàng)目降能增效和成本節(jié)余的意義重大。

1 工程地質(zhì)條件

擬建場(chǎng)地在區(qū)域地貌上屬于珠三角沖積平原，在地貌單元屬于江門水道的河流階地，場(chǎng)地地表現(xiàn)為魚塘、稻田、菜地及芭蕉樹(shù)林等，自然標(biāo)高為-0.8～2.9米，地勘揭示場(chǎng)地主要地層分布為：

1.1 人工填土層（Qml）

素填土：灰黃色、黃褐色等雜色，濕，硬塑。主要成分為粉質(zhì)粘土及強(qiáng)風(fēng)化砂巖組成，未完成自重固結(jié)，欠壓縮，為新近人工填土。主要分布于場(chǎng)地北側(cè)和西南角，層厚為1.2～7.8m，平均厚度為3.37m，層頂標(biāo)高為1.86～4.08m。

吹填土：灰黃色、淺黃色，濕，飽和，松散。主要成分粉細(xì)砂，含少量淤泥質(zhì)，未完成自重固結(jié)，欠壓密，為新近人工吹填土。主要分布于場(chǎng)地中部的東側(cè)，層厚0.4～4.4m，平均厚度為1.96m，層頂標(biāo)高為1.04～2.77m。

素填土：灰黃色、褐黃色，濕，可塑。主要成分為粉質(zhì)粘土和粘土，未完成自重固結(jié)，欠太壓密，為魚塘圍堰和田埂。主要分布于場(chǎng)地中部西側(cè)，層厚0.4～6.0m，平均厚度為1.65m，層頂標(biāo)高為-0.16～2.73m。

1.2 第四系海陸交互相沉積層（Q4mc）

淤泥：深灰色、灰黑色，流～軟塑，污手，有臭味，含貝殼碎屑，局部地段含粉砂，個(gè)別地段下部含腐植質(zhì)。該層分布于整個(gè)場(chǎng)地，層厚9.0～24.6m，平均厚度為14.27m，層頂標(biāo)高為-0.435～1.78m。

粘土：褐黃色、褐紅色、黃色，可塑。土質(zhì)均勻，手捏光滑細(xì)膩，切口平整。主要分布在場(chǎng)地南部，北部零星分布，層厚0.5～7.0m，平均厚度為3.95m，層頂標(biāo)高為-22.23～-10.90m。

1.3 第四系海陸交互相沉積層（Q4mc）層頂標(biāo)高為-26.89～-11.97m

粘土：灰黃色、褐黃色、褐紅色、灰白色，可塑，手捏光滑細(xì)膩，可搓細(xì)條。從上往下粉粒和砂粒逐漸增多，局部地段過(guò)渡為粉質(zhì)粘土和粉土，極少量地段夾薄層砂層。主要分布在場(chǎng)地中部和北部，北部零星分布，層厚0.4～9.3m，平均厚度為4.67m，層頂標(biāo)高為-21.87～-9.92m。

淤泥：灰黑色，軟塑，污手，有臭味，含腐植質(zhì)和少量粉砂，局部地段含少量貝殼碎屑。主要分布在場(chǎng)地南部，北部零星分布，層厚0.5～12.3m，平均厚度為4.93m。

細(xì)砂：淺黃色、褐黃色，飽和，中密。顆粒主要成分為石英、少量長(zhǎng)石，含粘粒15～20%。場(chǎng)地內(nèi)鉆孔ZK20～22、ZK24見(jiàn)該層，層厚1.9～3.8m，平均厚度為2.77m，層頂標(biāo)高為-22.42～-18.15m。

粗砂：褐黃色、黃色、灰白色，飽和，中密～密實(shí)。顆粒主要成分為石英、少量長(zhǎng)石，含粘粒5～15%。分布于場(chǎng)地大部分地段，層厚0.3～12.1m，平均厚度為2.43m，層頂標(biāo)高為-26.02～-15.94m。

礫砂：褐黃色、黃色、灰白色，飽和，密實(shí)。顆粒主要成分為石英、少量長(zhǎng)石，含粘粒5～10%，局部含卵石約5～10%，粒徑3～5cm。主要分布于場(chǎng)地的中部和北部，層厚0.5～14.8m，平均厚度為5.66m，層頂標(biāo)高為-31.53～-16.70m。

卵石：淺黃色、灰白色，飽和，密實(shí)。顆粒主要成分為石英、少量長(zhǎng)石，粒徑2～8cm不等，磨圓度較好，含少量粘粒。主要分布于場(chǎng)地的北端，層厚0.6～3.7m，平均厚度為1.82m，層頂標(biāo)高為-32.03～-21.39m。

2 試驗(yàn)準(zhǔn)備及方案

采取兩種試驗(yàn)方案，具體如下所示：

2.1 對(duì)先行試驗(yàn)區(qū)5-10區(qū)，9區(qū)和10區(qū)采用第一代（老式）真空泵，5區(qū)、6區(qū)、7區(qū)和8區(qū)采用第二代（潛水泵）真空泵。各區(qū)抽真空時(shí)未單獨(dú)裝電表，只是采用每月變壓器的抄表讀書進(jìn)行用電量的統(tǒng)計(jì)分析。

2.2 在后期為了更加精確地對(duì)比不同功率真空泵的加固效果，采用相同類型不同功率的潛水真空泵進(jìn)行試驗(yàn)。選擇在15區(qū)和18區(qū)進(jìn)行試驗(yàn)，兩個(gè)區(qū)的處理面積基本一致，15區(qū)面積為28560m2，18區(qū)面積為29736m2，15區(qū)選用5.5KW潛水真空泵，18區(qū)選擇7.5KW潛水真空泵，分別各自安裝電流表記錄各區(qū)的用電量。每區(qū)每天開(kāi)一定數(shù)量的真空泵抽真空，實(shí)時(shí)記錄兩區(qū)每天的用電量，并實(shí)測(cè)每天的膜下真空度，用于試驗(yàn)分析。

3 試驗(yàn)效果分析

3.1 不同類型真空泵。根據(jù)已交驗(yàn)的試驗(yàn)區(qū)（10區(qū)）和先行施工段5～9區(qū)的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，9區(qū)和10區(qū)采用第一代離心真空射流泵，單位面積的耗電量分別為240.5瓦時(shí)/（平方×天）和241.5瓦時(shí)/（平方×天），平均241瓦時(shí)/（平方×天）；5～8區(qū)采用第二代潛水真空射流泵，單位面積的耗電量分別為217瓦時(shí)/（平方×天）、201瓦時(shí)/（平方×天）、209瓦時(shí)/（平方×天）和206瓦時(shí)/（平方×天），平均208瓦時(shí)/（平方×天）。采用第二代潛水真空射流泵單位面積日耗電量有效降低，降低了33 W·h/（m2·d），與9區(qū)及10區(qū)進(jìn)行比較，估算5～8區(qū)有效降低總用電量399826千瓦時(shí)，節(jié)約用電成本為599739元。其分析其原因主要是第一代真空泵采用為常規(guī)抽水泵，放置在空真排水溝旁的旱地上，不防水，如遇水侵易壞。第二代真空泵采用潛水泵抽水形成真空，潛水泵不怕水淹，且真空設(shè)備可與地基同時(shí)下降，可降低抽水泵的揚(yáng)程損失，相對(duì)與第一代真空泵可形成較大的真空度，產(chǎn)生的真空加固效果效好，整體上單位面積的用電量較少。

3.2 不同功率真空泵?，F(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)分別各自安裝電流表記錄各區(qū)的用電量，15區(qū)5.5KW潛水真空泵和18區(qū)7.5KW潛水真空泵的膜下真空度、開(kāi)泵數(shù)量和累計(jì)用電量具體詳見(jiàn)圖1和圖2。累計(jì)用電量-累計(jì)真空度-累計(jì)沉降量關(guān)系曲線圖具體詳見(jiàn)圖3和圖4。

圖1 15區(qū)膜下真空度、開(kāi)泵數(shù)量、用電量關(guān)系曲線

圖2 18區(qū)膜下真空度、開(kāi)泵數(shù)量、用電量關(guān)系曲線

從圖3和圖4可得：在前期15區(qū)用1臺(tái)泵開(kāi)3天，2臺(tái)泵開(kāi)1天，21臺(tái)泵開(kāi)1天，總計(jì)用26臺(tái)泵開(kāi)1天，用電3150KW*h達(dá)到要求，18區(qū)用6臺(tái)泵開(kāi)1天，16臺(tái)泵開(kāi)1天，22臺(tái)泵開(kāi)2天，才達(dá)到要求，合計(jì)66臺(tái)泵開(kāi)1天，用電61888KW*h才達(dá)到要求，可見(jiàn)5.5KW潛水真空泵的效率明顯優(yōu)于7.5KW。

從圖5和圖6可得：15區(qū)用電量194875KW*h，沉降量達(dá)1372mm，18區(qū)用電量182768KW*h，沉降量達(dá)964mm，而15區(qū)沉降量達(dá)906mm時(shí)，累計(jì)用電量才為144200 KW*h，可見(jiàn)15區(qū)5.5KW潛水真空泵的用電效率明顯高于18區(qū)7.5KW的，單位面積的耗能量明顯較低。

圖3 15區(qū)累計(jì)用電量-累計(jì)真空度-累計(jì)沉降量關(guān)系曲線圖

圖4 18區(qū)累計(jì)用電量-累計(jì)真空度-累計(jì)沉降量關(guān)系曲線圖

綜上所述在確保了真空聯(lián)合堆載預(yù)壓的膜下真空度都達(dá)到預(yù)定目標(biāo)，經(jīng)對(duì)比采用5.5KW潛水真空泵可有效降低了抽真空成本。因目前這兩區(qū)還未卸真空交驗(yàn)，還無(wú)法對(duì)深層軟土的真空加固效果（含鉆孔抽芯進(jìn)行室內(nèi)試驗(yàn)及現(xiàn)場(chǎng)原位測(cè)試等）進(jìn)行比效。

4 結(jié)語(yǔ)

（1）選擇不同類型和功率的真空射流泵對(duì)大面積真空聯(lián)合堆載預(yù)壓?jiǎn)挝幻娣e的能耗量影響較為顯著。（2）經(jīng)生產(chǎn)科研對(duì)比分析發(fā)現(xiàn)第二代潛水真空泵的性能好于第一代老式離心真空泵。（3）經(jīng)15區(qū)和18區(qū)前期抽真空試驗(yàn)，在達(dá)到相同的膜下真空度時(shí)，5.5KW真空泵的能耗量明顯低于7.5KW的。（4）15區(qū)和18區(qū)還未卸真空交驗(yàn)，還無(wú)法對(duì)其真空加固效果（含鉆孔抽芯進(jìn)行室內(nèi)試驗(yàn)及現(xiàn)場(chǎng)原位測(cè)試等）進(jìn)行比效，特別是對(duì)深層軟土加固效果的評(píng)價(jià)還有待進(jìn)一步研究探討。

參考文獻(xiàn)

[1] 中國(guó)中鐵第一勘察設(shè)計(jì)院.廣東省南車修造基地地質(zhì)勘察資料， 2010年10月.

[2] 中鐵建港航局集團(tuán)巖土工程有限公司.廣東省南車車輛修造基地大面積真空預(yù)壓科研試驗(yàn)報(bào)告[R].2012年10月.

[3] 夏振軍，尹敬澤，魏建年.真空堆載聯(lián)合預(yù)壓法加固高速公路軟土地基施工技術(shù)[J].廣東公路交通，2009（C00）.

[4] 王景蕓.真空—堆載法處理大面積軟基的工程特性與效果[D].華中科技大學(xué)，2008.

[5] 李明英.真空聯(lián)合堆載預(yù)壓法軟基處理的固結(jié)特性及沉降研究[D].華東石油大學(xué)，2008.

作者簡(jiǎn)介：盧永波（1980- ），男，廣東惠來(lái)人，路橋工程師，從事公路施工。

3.2 不同功率真空泵?，F(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)分別各自安裝電流表記錄各區(qū)的用電量，15區(qū)5.5KW潛水真空泵和18區(qū)7.5KW潛水真空泵的膜下真空度、開(kāi)泵數(shù)量和累計(jì)用電量具體詳見(jiàn)圖1和圖2。累計(jì)用電量-累計(jì)真空度-累計(jì)沉降量關(guān)系曲線圖具體詳見(jiàn)圖3和圖4。

圖1 15區(qū)膜下真空度、開(kāi)泵數(shù)量、用電量關(guān)系曲線

圖2 18區(qū)膜下真空度、開(kāi)泵數(shù)量、用電量關(guān)系曲線

從圖3和圖4可得：在前期15區(qū)用1臺(tái)泵開(kāi)3天，2臺(tái)泵開(kāi)1天，21臺(tái)泵開(kāi)1天，總計(jì)用26臺(tái)泵開(kāi)1天，用電3150KW*h達(dá)到要求，18區(qū)用6臺(tái)泵開(kāi)1天，16臺(tái)泵開(kāi)1天，22臺(tái)泵開(kāi)2天，才達(dá)到要求，合計(jì)66臺(tái)泵開(kāi)1天，用電61888KW*h才達(dá)到要求，可見(jiàn)5.5KW潛水真空泵的效率明顯優(yōu)于7.5KW。

從圖5和圖6可得：15區(qū)用電量194875KW*h，沉降量達(dá)1372mm，18區(qū)用電量182768KW*h，沉降量達(dá)964mm，而15區(qū)沉降量達(dá)906mm時(shí)，累計(jì)用電量才為144200 KW*h，可見(jiàn)15區(qū)5.5KW潛水真空泵的用電效率明顯高于18區(qū)7.5KW的，單位面積的耗能量明顯較低。

圖3 15區(qū)累計(jì)用電量-累計(jì)真空度-累計(jì)沉降量關(guān)系曲線圖

圖4 18區(qū)累計(jì)用電量-累計(jì)真空度-累計(jì)沉降量關(guān)系曲線圖

綜上所述在確保了真空聯(lián)合堆載預(yù)壓的膜下真空度都達(dá)到預(yù)定目標(biāo)，經(jīng)對(duì)比采用5.5KW潛水真空泵可有效降低了抽真空成本。因目前這兩區(qū)還未卸真空交驗(yàn)，還無(wú)法對(duì)深層軟土的真空加固效果（含鉆孔抽芯進(jìn)行室內(nèi)試驗(yàn)及現(xiàn)場(chǎng)原位測(cè)試等）進(jìn)行比效。

4 結(jié)語(yǔ)

（1）選擇不同類型和功率的真空射流泵對(duì)大面積真空聯(lián)合堆載預(yù)壓?jiǎn)挝幻娣e的能耗量影響較為顯著。（2）經(jīng)生產(chǎn)科研對(duì)比分析發(fā)現(xiàn)第二代潛水真空泵的性能好于第一代老式離心真空泵。（3）經(jīng)15區(qū)和18區(qū)前期抽真空試驗(yàn)，在達(dá)到相同的膜下真空度時(shí)，5.5KW真空泵的能耗量明顯低于7.5KW的。（4）15區(qū)和18區(qū)還未卸真空交驗(yàn)，還無(wú)法對(duì)其真空加固效果（含鉆孔抽芯進(jìn)行室內(nèi)試驗(yàn)及現(xiàn)場(chǎng)原位測(cè)試等）進(jìn)行比效，特別是對(duì)深層軟土加固效果的評(píng)價(jià)還有待進(jìn)一步研究探討。

參考文獻(xiàn)

[1] 中國(guó)中鐵第一勘察設(shè)計(jì)院.廣東省南車修造基地地質(zhì)勘察資料， 2010年10月.

[2] 中鐵建港航局集團(tuán)巖土工程有限公司.廣東省南車車輛修造基地大面積真空預(yù)壓科研試驗(yàn)報(bào)告[R].2012年10月.

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[4] 王景蕓.真空—堆載法處理大面積軟基的工程特性與效果[D].華中科技大學(xué)，2008.

[5] 李明英.真空聯(lián)合堆載預(yù)壓法軟基處理的固結(jié)特性及沉降研究[D].華東石油大學(xué)，2008.

作者簡(jiǎn)介：盧永波（1980- ），男，廣東惠來(lái)人，路橋工程師，從事公路施工。

3.2 不同功率真空泵?，F(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)分別各自安裝電流表記錄各區(qū)的用電量，15區(qū)5.5KW潛水真空泵和18區(qū)7.5KW潛水真空泵的膜下真空度、開(kāi)泵數(shù)量和累計(jì)用電量具體詳見(jiàn)圖1和圖2。累計(jì)用電量-累計(jì)真空度-累計(jì)沉降量關(guān)系曲線圖具體詳見(jiàn)圖3和圖4。

圖1 15區(qū)膜下真空度、開(kāi)泵數(shù)量、用電量關(guān)系曲線

圖2 18區(qū)膜下真空度、開(kāi)泵數(shù)量、用電量關(guān)系曲線

從圖3和圖4可得：在前期15區(qū)用1臺(tái)泵開(kāi)3天，2臺(tái)泵開(kāi)1天，21臺(tái)泵開(kāi)1天，總計(jì)用26臺(tái)泵開(kāi)1天，用電3150KW*h達(dá)到要求，18區(qū)用6臺(tái)泵開(kāi)1天，16臺(tái)泵開(kāi)1天，22臺(tái)泵開(kāi)2天，才達(dá)到要求，合計(jì)66臺(tái)泵開(kāi)1天，用電61888KW*h才達(dá)到要求，可見(jiàn)5.5KW潛水真空泵的效率明顯優(yōu)于7.5KW。

從圖5和圖6可得：15區(qū)用電量194875KW*h，沉降量達(dá)1372mm，18區(qū)用電量182768KW*h，沉降量達(dá)964mm，而15區(qū)沉降量達(dá)906mm時(shí)，累計(jì)用電量才為144200 KW*h，可見(jiàn)15區(qū)5.5KW潛水真空泵的用電效率明顯高于18區(qū)7.5KW的，單位面積的耗能量明顯較低。

圖3 15區(qū)累計(jì)用電量-累計(jì)真空度-累計(jì)沉降量關(guān)系曲線圖

圖4 18區(qū)累計(jì)用電量-累計(jì)真空度-累計(jì)沉降量關(guān)系曲線圖

綜上所述在確保了真空聯(lián)合堆載預(yù)壓的膜下真空度都達(dá)到預(yù)定目標(biāo)，經(jīng)對(duì)比采用5.5KW潛水真空泵可有效降低了抽真空成本。因目前這兩區(qū)還未卸真空交驗(yàn)，還無(wú)法對(duì)深層軟土的真空加固效果（含鉆孔抽芯進(jìn)行室內(nèi)試驗(yàn)及現(xiàn)場(chǎng)原位測(cè)試等）進(jìn)行比效。

4 結(jié)語(yǔ)

（1）選擇不同類型和功率的真空射流泵對(duì)大面積真空聯(lián)合堆載預(yù)壓?jiǎn)挝幻娣e的能耗量影響較為顯著。（2）經(jīng)生產(chǎn)科研對(duì)比分析發(fā)現(xiàn)第二代潛水真空泵的性能好于第一代老式離心真空泵。（3）經(jīng)15區(qū)和18區(qū)前期抽真空試驗(yàn)，在達(dá)到相同的膜下真空度時(shí)，5.5KW真空泵的能耗量明顯低于7.5KW的。（4）15區(qū)和18區(qū)還未卸真空交驗(yàn)，還無(wú)法對(duì)其真空加固效果（含鉆孔抽芯進(jìn)行室內(nèi)試驗(yàn)及現(xiàn)場(chǎng)原位測(cè)試等）進(jìn)行比效，特別是對(duì)深層軟土加固效果的評(píng)價(jià)還有待進(jìn)一步研究探討。

參考文獻(xiàn)

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[2] 中鐵建港航局集團(tuán)巖土工程有限公司.廣東省南車車輛修造基地大面積真空預(yù)壓科研試驗(yàn)報(bào)告[R].2012年10月.

[3] 夏振軍，尹敬澤，魏建年.真空堆載聯(lián)合預(yù)壓法加固高速公路軟土地基施工技術(shù)[J].廣東公路交通，2009（C00）.

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[5] 李明英.真空聯(lián)合堆載預(yù)壓法軟基處理的固結(jié)特性及沉降研究[D].華東石油大學(xué)，2008.

作者簡(jiǎn)介：盧永波（1980- ），男，廣東惠來(lái)人，路橋工程師，從事公路施工。