安治學(xué)

（中交水利水電建設(shè)有限公司，浙江 寧波 315200）

0 引言

真空預(yù)壓技術(shù)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，再用不透氣的封閉膜使其與大氣隔絕，密封膜端部進行埋壓處理，通過砂墊層內(nèi)埋設(shè)的吸水管道，使用真空或其他真空手段抽真空，使其形成膜下負壓，增加地基的有效應(yīng)力，達到快速加固軟土地基的目的[1]。真空預(yù)壓技術(shù)能夠處治較深軟弱土層，解決軟基壓縮性高、承載力低、含水量大等問題，保證軟基的穩(wěn)定性。隨著真空預(yù)壓技術(shù)的廣泛應(yīng)用，在不同軟土地基處理過程中也暴露出很多問題，影響了該技術(shù)的應(yīng)用效果。基于此，本文以某水利工程軟土地基處理項目為例，對真空預(yù)壓技術(shù)的應(yīng)用進行探討，以提升相關(guān)人員應(yīng)用該技術(shù)的能力，以便更好地發(fā)揮該技術(shù)在軟土地基加固中的作用。

1 工程概況

某水利工程中包含圍海造地面積5412畝、回填面積3304畝，河底、護塘地及護塘河面積1105畝，道路面積1003畝。回填區(qū)外側(cè)和內(nèi)側(cè)的面積分別為1736畝和1568畝，回填分別采用吹填土和土石回填的方法。在吹填土的回填施工中，有856畝工業(yè)用地存在軟基，以真空預(yù)壓技術(shù)進行處理，使軟基穩(wěn)定、固結(jié)。

2 真空預(yù)壓技術(shù)實施流程與應(yīng)用要點

2.1 實施流程

結(jié)合施工現(xiàn)場組織的試驗得到的結(jié)果，根據(jù)施工場地實際情況確定適宜的作業(yè)參數(shù)，編制符合案例工程真空預(yù)壓技術(shù)實施方案，為正式施工提供指導(dǎo)。真空預(yù)壓作業(yè)實施流程如圖1所示。

圖1 真空預(yù)壓技術(shù)實施流程圖

2.2 施工技術(shù)應(yīng)用要點

2.2.1 打設(shè)塑料排水板

根據(jù)“穿透吹淤造地區(qū)和浮泥區(qū)”的深度要求設(shè)置真空預(yù)壓豎向排水通道。以90cm的間距依次布設(shè)塑料排水板，形成垂直排水系統(tǒng)。

（1）基本作業(yè)流程：測放樁位→設(shè)備就位→布設(shè)塑料排水板→連接樁尖→施插導(dǎo)管→向上拔管→切割排水板。按照該流程循環(huán)施工，將每根塑料排水板布設(shè)到位。

（2）施工要點：以樁位測量放樣結(jié)果為準，安排插板機就位；經(jīng)由插板機打設(shè)架頂設(shè)置塑料排水板，布設(shè)位置以板能夠伸出套管底為止；在錨靴的輔助下，于導(dǎo)管底端固定排水板；調(diào)整套管底的位置，使其對準板位；啟用液壓系統(tǒng)，調(diào)節(jié)打設(shè)架的姿態(tài)，沿著垂直于墊層表面的方向?qū)⑴潘逄坠軌喝胪棵嬉韵拢瑢嶋H深度可在設(shè)計值的基礎(chǔ)上增加50cm；液壓反向緩慢拔出套管，使套管底高出墊層頂部50cm。剪板時，施工人員精細化作業(yè)，要求尺寸合理，剪口平整，濾膜不由于減板而受損。禁止完全剪斷，即需要保留露出原地面20cm的部分。

2.2.2 鋪設(shè)密封土工膜

（1）開挖壓膜溝：由施工人員按照圖紙要求開挖，成型的壓膜溝不存在砂料，內(nèi)、外坡均平整；溝內(nèi)回填采取分層作業(yè)的方法，每層回填后隨即壓實，回填材料為不含有雜質(zhì)的粘土。

（2）鋪設(shè)作業(yè)：土工膜材料采用0.13mm厚的聚乙烯薄膜；將加固區(qū)邊緣的薄膜埋入淤泥內(nèi)進行密封，埋入的深度為0.5m；薄膜鋪設(shè)結(jié)束后，上覆水0.2m，發(fā)揮出加強聚乙烯薄膜密封效果以及防止烈日直曬的作用。

2.2.3 安裝濾水管

濾水管為管體打孔的Φ50mm±1mm的塑料軟管，且管體外表面還包裹透水濾布，另外還有配套的連接件。按設(shè)計要求布設(shè)管道，相鄰管道之間應(yīng)進行連接，且連接的長度不少于100mm，使連接具有準確性和穩(wěn)定性。預(yù)壓時地基固結(jié)變形，為保證濾管及連接件的有效使用，要求各類材料均能夠有效適應(yīng)地基變形。

2.2.4 抽真空預(yù)壓

（1）設(shè)備配套：沿加固場地四周等間距布置7.5kW真空射流泵（見圖2所示），所有真空射流泵均要通過性能檢驗，保證裝置的正常運行。

圖2 真空泵及管網(wǎng)布置圖

（2）試抽氣：作業(yè)時間為4～10d，檢查真空泵、濾水管、密封膜在試抽氣過程中是否存在異常，若有問題應(yīng)立即處理，為正式預(yù)壓打好基礎(chǔ)。

（3）抽真空預(yù)壓：正式進行抽真空預(yù)壓的時間安排在膜下真空度超過80kPa時，持續(xù)作業(yè)90d，期間加強檢查與信息記錄。

2.2.5 卸載

滿足下列條件之一，就可以進行卸載作業(yè)：

（1）連續(xù)5～10d的平均沉降速率不大于2mm/d；

（2）地基土平均固結(jié)度≥80%；

（3）地基承載力＞55kPa。

3 真空預(yù)壓技術(shù)實施過程的原位觀測

為及時掌握軟基的真空預(yù)壓加固效果，在施工期間安排原位觀測，匯總觀測結(jié)果，確定真空預(yù)壓期間的軟基參數(shù)，明確各項參數(shù)的變化規(guī)律，客觀評價軟基的處理效果[2]。同時，在掌握軟基真空預(yù)壓的各項信息后，確定合適的卸載時間。原位觀測項目如表1所示。

表1 原位觀測項目

3.1 膜下真空度觀測

（1）設(shè)備配套：MCY型壓阻真空測量儀和YZG型壓阻式真空度傳感器。

（2）測點埋設(shè)：檢驗觀測儀器后，用插桿綁扎傳感器，以水平或垂直放置的方式將其布設(shè)在膜下地表層，從膜下穿出觀測導(dǎo)線。

（3）正式觀測：測量原始狀態(tài)下（未抽真空時）的大氣氣壓值和膜下真空度，作為觀測數(shù)據(jù)對比分析的參照基準；傳感器導(dǎo)線與讀數(shù)儀連接，啟用儀器開始讀數(shù)，觀測人員及時采集觀測信息并完整記錄。

3.2 地表沉降觀測

（1）觀測基準點的布置：數(shù)量不少于5個，測點所在區(qū)域不可受到施工的干擾，宜在施工影響范圍外且堅實土基上布設(shè)，必要時根據(jù)現(xiàn)場地形地貌適當增加觀測基準點。

（2）測點埋設(shè)：以300mm×300mm×10mm鋼板作底板，中間焊長100cm的Ф20cm鋼管（1根），形成沉降板觀測標；在密封膜上鋪設(shè)5cm厚的砂墊層，鋪設(shè)后修整表面，保證墊層的平整性，隨后放置沉降板，向上方回填土袋；觀測所用裝置的埋設(shè)需準確，例如沉降板水平、沉降桿鉛直。

（3）正式觀測：根據(jù)三等精度要求用水準測量法觀測，預(yù)壓前的觀測次數(shù)達到3次，將觀測數(shù)據(jù)的平均值作為初始值，便于與后續(xù)觀測所得數(shù)據(jù)進行對比分析。

3.3 孔隙水壓力測量

（1）儀器配備：4500型振弦式滲壓計。

（2）測點埋設(shè)：“一孔多點”，探頭垂直間距為2m。

（3）正式觀測：孔隙水壓力計的導(dǎo)線與讀數(shù)儀連接，觀測人員利用儀器獲取讀數(shù)；根據(jù)連續(xù)性的要求進行測量，測量期間分析數(shù)據(jù)變化，某個測點測量的值連續(xù)3d的變化小于2kPa時，計算3d的平均值，將其作為初始值。

3.4 地下水位觀測

（1）儀器配備：電測水位計和測壓管。

（2）測點埋設(shè)：按照“先鉆孔、再埋設(shè)”的思路進行施工，首先用直徑108mm的鉆具鉆孔，確認成孔質(zhì)量達標后，將測壓管置入孔內(nèi)。為保證測壓管的穩(wěn)定性，先向管周邊回填中粗砂至距離孔口0.5m的位置，再用粘土填充剩余部分。測點埋設(shè)期間有雜物混入孔內(nèi)，因此埋設(shè)后用清水洗孔。

（3）正式觀測：遵循連續(xù)觀測的原則，觀測時間安排在測壓管埋設(shè)3個晴天后，首先連續(xù)觀測3次，將平均值作為數(shù)據(jù)對比分析的初始值。為便于獲得水位深度，采用電測水位計自孔口放入探頭。

4 真空預(yù)壓技術(shù)實施效果檢驗方法

為評價軟基在真空預(yù)壓技術(shù)處理后的實際狀況，需要開展處理效果檢驗，具體檢驗方法如下。

（1）靜力觸探試驗：試驗孔按75m×75m網(wǎng)格布置，試驗?zāi)康脑谟诖_定淤泥的性狀和孔隙水壓力。試驗結(jié)果的評價以得到的qc、fs貫入曲線為主要依據(jù)，以試驗區(qū)域內(nèi)的土層資料為參考[3]。

（2）十字板剪切試驗：試驗孔按75m×75m網(wǎng)格布置，確定土的抗剪力矩、土體抗剪強度和靈敏度。

（3）平板靜載試驗：單塊加固區(qū)內(nèi)隨機布置3個試驗點，根據(jù)試驗結(jié)果判斷地基的承載力是否達標。

（4）鉆探取樣：按75m×75m網(wǎng)格布置鉆孔，在0.3m、0.9m、1.5m，1.5m以下加固深度內(nèi)每隔1m進行取樣，將樣品送至實驗室內(nèi)進行試驗，根據(jù)試驗結(jié)果判斷土層的固結(jié)效果。鉆探取樣的檢驗指標包含土體密度、含水量、顆粒組成、壓縮性、固結(jié)性、無側(cè)限抗壓強度等。為保證室內(nèi)檢驗結(jié)果的準確性，一方面需規(guī)范取樣以及轉(zhuǎn)運樣品，另一方面應(yīng)由專員在符合標準的實驗室內(nèi)進行試驗。

5 結(jié)束語

綜上所述，采用真空預(yù)壓技術(shù)處理水利工程軟土地基時，應(yīng)明確實施流程，熟悉打設(shè)塑料排水板、鋪設(shè)密封土工膜、安裝濾水管、抽真空預(yù)壓、卸載等施工技術(shù)的應(yīng)用要點，實時觀測膜下真空度、地表沉降、孔隙水壓力和地下水的情況，并對實施效果進行檢驗。案例工程處理結(jié)果顯示，經(jīng)過真空預(yù)壓技術(shù)處理后的軟基固結(jié)狀態(tài)良好、承載性能提升，軟基加固效果達到要求。該工程采用的真空預(yù)壓技術(shù)處理軟基具有可行性，具有參考的價值。