朱廣滔

【摘 要】目前在處理軟弱基礎(chǔ)施工方法中，真空預(yù)壓技術(shù)是常用的方法之一，本文通過(guò)對(duì)華師二附工程實(shí)踐，詳細(xì)介紹了此技術(shù)的施工工藝及質(zhì)量控制措施，并提出要注意的問(wèn)題，實(shí)踐表明，通過(guò)真空預(yù)壓技術(shù)處理軟基，有較好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果。

【關(guān)鍵詞】真空預(yù)壓；軟基；施工；加固效果分析

0.引言

真空預(yù)壓技術(shù)當(dāng)前已廣泛應(yīng)用于建筑、公路、水工等工程中，與堆載預(yù)壓法相比，此技術(shù)具有加載大、加固效果明顯，經(jīng)濟(jì)效果好，提升了軟基的加固效率，加載速度快并一次加載完成。本文用真空預(yù)壓技術(shù)處理華師附二工程軟基處理實(shí)踐，取得滿(mǎn)意效果，經(jīng)施工經(jīng)驗(yàn)，可給同類(lèi)工程借鑒。

1.真空預(yù)壓軟基加固技術(shù)

該技術(shù)主要原理：

通過(guò)在需要加固的軟土地基內(nèi)放置豎向排水通道（如塑料排水板或砂井），再鋪上砂作為墊層，墊層內(nèi)放設(shè)透水管，以作平層排水之用，墊層上蓋上密封膜，讓墊層與外部大氣隔離，通過(guò)豎向排水通道和水平排水層，利用抽真空裝置進(jìn)行抽真空，把密封膜內(nèi)的軟基體內(nèi)的空氣和水抽出，密封膜內(nèi)外形成大氣壓差，大氣壓差成為加在需要加固的軟基上的荷載。通過(guò)連續(xù)抽真空作業(yè)，不斷抽出密封膜內(nèi)軟基體內(nèi)的空氣和水，軟基土體和外界大氣的壓力差逐漸增大，軟基體隨空氣和水的不斷排出而固結(jié)，實(shí)現(xiàn)加固處基的目的。

2.工程應(yīng)用

2.1工程概況

華南師范大學(xué)第二附屬中學(xué)項(xiàng)目用地平整及軟基處理工程位于廣州市南沙區(qū)蕉門(mén)河段旁，占地面積為200001m2，本次填砂標(biāo)高為7.10m，主要建設(shè)內(nèi)容包括：清表、圍堰、車(chē)載填砂、軟基處理及排水明渠等，其中軟基處理面積200001m2。

2.2工程所在地質(zhì)條件分析

工程地理位置為珠三角沖積平原，場(chǎng)地內(nèi)多為魚(yú)塘、農(nóng)地、灌木叢及荊棘雜草，地勢(shì)較為平坦。

本場(chǎng)地地質(zhì)狀況不良，為淤泥質(zhì)居多，根據(jù)地勘報(bào)告揭示，擬建場(chǎng)地第四系土層有：填土，海陸交互相海沖（淤）積成因的淤泥，沖積成因的粉質(zhì)粘土、淤泥質(zhì)土、中粗砂（礫砂），殘積成因的砂質(zhì)粘性土；下伏基巖為燕山期的花崗巖，按風(fēng)化程度分為：全風(fēng)化層、強(qiáng)風(fēng)化層、中風(fēng)化層和微風(fēng)化層。

按原有地質(zhì)條件，不能滿(mǎn)足工程施工要求，需要對(duì)軟基部分進(jìn)行加固處理。本工程采用真空預(yù)壓施工技術(shù)處理軟基。為保證真空預(yù)壓效果，在預(yù)壓區(qū)頂部及四周需設(shè)置隔離及密封系統(tǒng)。其中，在水平排水墊層頂部設(shè)置密封膜，在預(yù)壓區(qū)四周設(shè)置密封溝和水泥粘土密封墻。（見(jiàn)圖1）

2.3真空預(yù)壓軟基處理的施工順序

本工程真空預(yù)壓軟基處理的施工順序：清表（暫按原地面以下0.15m算）——回填平整至原地面標(biāo)高——施打粘土密封墻——填筑50cm厚砂墊層——施打塑料排水板——鋪設(shè)排水主管濾管——鋪設(shè)密封膜——安裝真空泵和出膜裝置——沉降觀測(cè)——回填至設(shè)計(jì)標(biāo)高7.10m。

2.4主要施工工序

2.4.1塑料排水板的施工

本項(xiàng)目采用SPB-B型塑料排水板，按正方形布置，塑料排水板樁心距為1.0m。排水板施工平面位置偏差不大于7cm，垂直度偏差不大于1.5%。

（1）進(jìn)行塑料排水板施工前進(jìn)行試打試驗(yàn)，確保設(shè)備和工藝符合施工要求，同時(shí)確定回帶長(zhǎng)度。

（2）打設(shè)塑料排水板時(shí)，保證機(jī)械豎直度，偏差不能超過(guò)1.5%，通過(guò)吊錘校驗(yàn)檢測(cè)，保證平面板距誤差控制在3cm以?xún)?nèi)。

（3）回帶長(zhǎng)度要控制在50cm以?xún)?nèi)，否則要進(jìn)行補(bǔ)打。

（4）保證導(dǎo)管管靴和樁尖緊密結(jié)合，避免淤泥進(jìn)入導(dǎo)管內(nèi)，造成塑料排水板阻力增大，出現(xiàn)回帶。

（5）剪斷塑料排水板時(shí)，其外露長(zhǎng)度應(yīng)保證滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求的200mm；打入的塑料排水板應(yīng)為整板，長(zhǎng)度不足需要接長(zhǎng)時(shí)，必須采用濾膜內(nèi)板芯對(duì)插搭接的連接方式，搭接長(zhǎng)度不小于200mm。

（6）拔導(dǎo)管帶出的淤泥及管內(nèi)清理出來(lái)的淤泥要及時(shí)清理，保持砂礫墊層的清潔。

2.4.2鋪設(shè)主管和濾管

加固區(qū)全部所料排水板打設(shè)完畢后，開(kāi)始鋪設(shè)濾管。先將濾管擺設(shè)好并連接好，接頭處用鐵絲綁扎牢固，濾管埋設(shè)深度約為30cm，并用中粗砂填平，管間連接應(yīng)用鋼絲橡膠軟管套接，套接長(zhǎng)度不小于100mm，并用鉛絲綁扎以確保牢固，為防止鉛絲接頭刺破密封膜，在鋪設(shè)過(guò)程中鉛絲頭應(yīng)朝下買(mǎi)入砂層，同時(shí)，在埋設(shè)濾管時(shí)要確保濾管上的濾膜不被損壞。

2.4.3鋪設(shè)密封膜

密封膜鋪設(shè)前應(yīng)平整砂墊層，填平打設(shè)塑料排水板時(shí)留下的孔洞，每層密封膜鋪好以后應(yīng)認(rèn)真檢查，待其符合要求后再鋪設(shè)下一層，密封膜共鋪設(shè)三層。深、淺層處理區(qū)同時(shí)施工時(shí)，其相鄰處得密封溝應(yīng)分開(kāi)埋設(shè)，避免搭接。

2.4.4抽真空

（1）場(chǎng)地填土達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高后，在上方鋪設(shè)50cm厚含泥量小于5%中粗砂墊層，滲透系數(shù)不小于5X10-3cm/s，砂料進(jìn)場(chǎng)前需要根據(jù)要求抽取砂樣送至具備質(zhì)量檢測(cè)資格的檢測(cè)單位檢驗(yàn)。

（2）為保證壓膜溝的密封性，在試抽氣開(kāi)始時(shí)，需要在壓膜溝內(nèi)注滿(mǎn)水。檢查所有真空設(shè)備，確保能正常作業(yè)，要對(duì)試抽氣中的區(qū)域及時(shí)跟蹤和檢查，如發(fā)現(xiàn)塑料膜破損漏氣要及時(shí)修補(bǔ)。在膜下真空表均達(dá)到設(shè)計(jì)要求后，才進(jìn)入正式真空抽氣工序。

（3）真空預(yù)壓施工工序完成后，開(kāi)始抽真空，當(dāng)真空度達(dá)到85KPa后半個(gè)月，把抽出來(lái)的水加在膜上，作為外加荷載。

（4）每臺(tái)泵的處理面積800～1000m2。實(shí)際施工時(shí)，在管的出膜裝置安裝好后，將管道引至圍堰處，安裝泵及真空表，以利于觀測(cè)數(shù)據(jù)。

（5）射流泵應(yīng)24小時(shí)不間斷連續(xù)工作，要求預(yù)留備用泵，以防泵的損壞。當(dāng)臨時(shí)供電停電時(shí)，應(yīng)自備發(fā)電機(jī)保證1/3的泵的正常工作，以日用電總量來(lái)控制。

（6）真空預(yù)壓卸載標(biāo)準(zhǔn)：正常抽氣4個(gè)月后，應(yīng)同時(shí)滿(mǎn)足以下三個(gè)條件即可止抽真空：a、按實(shí)測(cè)沉降曲線推算固結(jié)度不小于90%；b、實(shí)測(cè)地面沉降速率連續(xù)10天平均沉降量≤2.0mm/d ，c、按實(shí)測(cè)沉降曲線推算的工后25年殘余沉降量≤30cm。

3.施工監(jiān)測(cè)

（1）沉降板安裝。在插板前把沉降板埋設(shè)在底層表面，用作記錄地表以下土體沉降總量，從插板工序完成后開(kāi)始觀測(cè)，觀測(cè)周期：抽真空1-15d內(nèi)，至少觀測(cè)1 次/d；抽真空15d后，觀測(cè)1次/2d；同時(shí)記錄觀測(cè)所得的數(shù)據(jù)，并進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

（2）安裝出膜裝置。出膜裝置包括：射流真空泵出膜裝置、膜下真空壓力量測(cè)出膜裝置、監(jiān)測(cè)傳感元件出膜裝置（孔隙水壓力、深層沉降儀以及與提高真空預(yù)壓加固軟基技術(shù)有關(guān)的其他監(jiān)測(cè)項(xiàng)目所必要的出膜裝置）。抽真空期間，膜下真空度每天至少觀測(cè)1次。

（3）加固前后取土試驗(yàn)。加固前后在距表層 10.0m深度鉆取土樣進(jìn)行室內(nèi)試驗(yàn)，試驗(yàn)的項(xiàng)目包括：天然含水率、孔隙比、飽和度、天然密度、比重、粒徑組成、液限、塑限、快剪強(qiáng)度、固結(jié)系數(shù)、壓縮系數(shù)、ep曲線、壓縮壓模等。鉆孔數(shù)量根據(jù)場(chǎng)區(qū)使用要求而定。

（4）加固前后十字板剪切試驗(yàn)。加固前后在表層10.0m深度做十字板剪切試驗(yàn)。

（5）載荷板試驗(yàn)。加固后應(yīng)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行載荷板（10.0mX10.0m）試驗(yàn)，位置根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)使用要求確定，一般不少于3點(diǎn)。

4.真空預(yù)壓過(guò)程中注意問(wèn)題

（1）真空膜的密封效果直接影響加固效果。在現(xiàn)場(chǎng)要及時(shí)檢查密封膜效果，密封膜若漏氣要及時(shí)修補(bǔ)，確保良好的密封效果。

（2）密封溝的開(kāi)挖深度應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，并應(yīng)在實(shí)際施工過(guò)程中采取措施保證密封效果，如外借淤泥填槽，人工踩膜，淤泥壓膜，溝內(nèi)覆水等。

（3）粘土帷幕密封墻施工工藝參數(shù)在施工過(guò)程中應(yīng)該得到嚴(yán)格控制。

（4）垂直排水通道不僅起著排水的作用，同時(shí)也起著傳遞真空度的作用，解決好垂直排水通道對(duì)加固效果的影響，盡量選擇通水量大、沿程阻力小的排水通道，可大大提高真空加固效果。

（5）加固區(qū)形狀也影響加固效果。在運(yùn)用真空排水預(yù)壓法加固時(shí)，加固面積要盡量選擇正方形，其加固效果將會(huì)更加明顯。

5.真空預(yù)壓加固效果分析

（1）通過(guò)真空預(yù)壓的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)可見(jiàn)，各真空預(yù)壓加固區(qū)的沉降量為892～1334mm，卸載時(shí)，根據(jù)真空預(yù)壓分層沉降的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)推算得出的固結(jié)度為90%～91%之間，并且卸載時(shí)各真空預(yù)壓加固區(qū)連續(xù)10d，實(shí)測(cè)地表平均沉降速率小于每天2.0mm，達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

（2）孔隙水壓力分析。

在抽真空氣過(guò)程中監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)可知，由于真空度向下傳遞，導(dǎo)致土體孔隙水壓力呈下降趨勢(shì)，從孔隙水壓力的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)可看出，真空預(yù)壓過(guò)程中孔隙水壓力向深度方向傳遞十分明顯，而且孔隙水壓力消散情況也比較良好。

（3）根據(jù)真空預(yù)壓的孔隙水壓力的監(jiān)測(cè)結(jié)果表明，真空預(yù)壓加固過(guò)程中，軟基能夠充分排水并且能夠形成固結(jié)狀態(tài)，卸載時(shí)根據(jù)真空預(yù)壓的孔隙水壓力的消散情況分得出： 地基的綜合固結(jié)度為 85.7%-90.4%內(nèi)。

（4）根據(jù)真空預(yù)壓加固前及加固后的取土試驗(yàn)結(jié)果，在對(duì)比分析后表明，真空預(yù)壓加固過(guò)程中，地基土體的物理力學(xué)指標(biāo)均能得到了良好改善效果，特別是在加固土層土性指標(biāo)方面改善尤其明顯，而且起到了較好的加固效果。

（5）在真空預(yù)壓加固過(guò)程，通過(guò)加固前后對(duì)現(xiàn)場(chǎng)十字板剪切的試驗(yàn)顯示，各真空預(yù)壓加固土層的抗剪強(qiáng)度大大提高，特別是主要加固土層的十字板抗剪強(qiáng)度提高最為顯著。

6.總結(jié)語(yǔ)

華師二附軟基處理工程，加固后通過(guò)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，結(jié)果顯示達(dá)到加固預(yù)定目標(biāo)，取得令人滿(mǎn)意效果。 [科]

【參考文獻(xiàn)】

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[2]劉君濤等.真空預(yù)壓法在軟基處理中的應(yīng)用，交通科技，2006.