真空預壓法軟基處理工程的施工技術(shù)和管理

謝曉軍+++黃照標

摘 要：真空預壓工藝是用于處理港口、碼頭等地基較軟的工程的處理方法，文章以廣東某工程為背景，從施工準備、施工過程、施工總結(jié)等方面對真空預壓法進行闡述，希望能為相關(guān)技術(shù)人員在處理軟基工程時提供一些參考意見。

關(guān)鍵詞：真空預壓法；軟基處理；施工

1 工程概況

廣東某地吹填造地工程主要是對現(xiàn)有的灘涂條件進行利用，同時采用真空預壓處理軟地基形成造地。此工程的地質(zhì)條件為粘土、海相沉積淤泥層、新近吹填淤泥層組成，有相當一部分的就近吹填淤泥層含沙量較大，大體有深度為7-10米的淤泥層需要處理，局部需要處理的淤泥層深度達到12米；其土體特點為：壓縮性高、含水量大、觸變性強、抗剪力度弱、滲透性差。根據(jù)工程的設(shè)計要求：要求要采用真空預壓工藝，恒壓時間不小于120天，膜下真空度不小于80千帕，完工后的要求為地基承載力要大于60千帕，場地沉降不得大于30厘米。

2 軟基處理過程

2.1 砂墊層的施工

砂墊層的施工是用人工進行鋪設(shè)及平整的，因為預壓區(qū)晾曬時間短的緣故，且都為新近的吹填淤泥，強度較低，所以在現(xiàn)場采用了在淤泥層上鋪設(shè)加筋材料的方案，在承載力較低的淤泥上鋪設(shè)了350克/平方米的短纖針刺非織造土工布及竹片籬笆，并竹片籬笆與土工布用細鐵絲綁扎在一起的做法使其連接。

2.2 泥漿攪拌樁與塑料排水板的施工

泥漿攪拌樁施工：考慮到加固場地臨近海邊，會受到潮汐水位會對泥漿攪拌樁有沖刷作用，因此選用了雙排泥漿攪拌樁設(shè)計，泥漿攪拌樁直徑為700毫米，樁距為500毫米，泥漿攪拌機型號為SJB-2型，攪拌機四噴四攪的方式進行施工，采用的泥漿比重≥1.35噸/立方米，參入比指標≥20%；控制樁長的方式為通過觀察機械設(shè)備的電流表讀數(shù)變化并結(jié)合實際情況進行控制。

塑膠排水板施工：施打設(shè)備采用了門架式震動插板機，形狀為正三角形，梅花狀進行布置；深度記錄采用自動記錄儀，深度施打到持力0-0.5米以下；塑膠排水板材料型號為SPB-B。

2.3 真空膜及水平管網(wǎng)鋪設(shè)

真空膜鋪設(shè)：鋪設(shè)方式為“兩膜一布”，聚氯乙烯薄膜是密封膜，比較脆弱，為了防止密封膜被刺破，在鋪膜前預先鋪了一層土工布；一邊鋪膜一邊壓膜，鋪好后進行密封溝踩膜，要把密封膜余下的周邊踩進淤泥深度超過1米，以此來固定住密封膜。還要使密封膜緊貼著加固區(qū)的內(nèi)側(cè)壁。

水平管網(wǎng)鋪設(shè)：水平管網(wǎng)采用的是網(wǎng)格形布置，用主管和支管相連，支管間距為5-6厘米，主管間距為25-30厘米。主管是硬塑管，支管是軟塑管，支管外還包裹了一層無紡土布。連接處用硬塑套接管套接，并用鋼絲軋牢，然后把管網(wǎng)埋進管溝中。

2.4 真空設(shè)備安裝及真空抽氣

根據(jù)項目的實際地質(zhì)條件，以及現(xiàn)有的設(shè)備的能力，選用了真空射流泵。每臺真空泵應該有形成90千帕真空度的能力，有效處理范圍要達到800平方米，且真空泵的功率應大于7.5千瓦，各個施工區(qū)域還要多配備兩到三套備用泵，各方準備妥當后對真空泵進行安裝，安裝好后的要進行檢查，確保真空泵的氣密性。一切準備好后對進行試抽，試抽的條件時要當真空度在98千帕以上后才開始，試抽時對密封膜要進行嚴格的檢查，如發(fā)現(xiàn)有破膜現(xiàn)象，要及時修補，真正施工時要適當?shù)脑黾诱婵毡霉ぷ鞯呐_數(shù)。當真空度達到工程說要求的標準后，要進行連續(xù)的抽真空，時間持續(xù)120天。連續(xù)抽真空期間，派專人值守，并對各方面數(shù)據(jù)進行詳細記錄。

2.5 施工監(jiān)測

施工中需要監(jiān)測的地方包括了地面沉降、深層沉降、孔隙水壓力、真空度、水平位移等方面。通過現(xiàn)場檢測的數(shù)據(jù)可得出：加固區(qū)抽真空的時間一共有130天，其中密封膜下的真空度超過80千帕的時間為120天以上。在抽真空期間，經(jīng)實測得到地表沉降平均值達到85厘米，地面沉降量有連續(xù)十天小于2毫米/天，由實測數(shù)據(jù)推算出最終的沉降量平均值為109厘米，沉降速率越來越趨向于穩(wěn)定，地基固結(jié)度由實測數(shù)據(jù)推算出其不小于80%，在現(xiàn)有的荷載情況下，完工后沉降不大于完工后沉降不大于30厘米，達到了工程的設(shè)計要求。

3 總結(jié)與分析

（1）施工過程中膜下真空度穩(wěn)定在80千帕左右，達到了工程設(shè)計的要求，實踐證明，采用含泥量不大于5%、1米厚的粗砂墊層，能確保真空度順利傳遞；用總厚度大于0.24毫米的兩層聚氯乙烯薄膜進行密封、用人工輔以踩膜、并在周圍施打雙排泥漿攪拌樁的真空預壓施工工藝能很好的確保密封效果，提高膜下真空度。

（2）加固區(qū)的密封程度是影響真空預壓實際效果的決定因素，

另一個影響施工質(zhì)量的因素為泥漿攪拌樁。施工過程中有一個分區(qū)曾經(jīng)出現(xiàn)了真空度下降的情況，排除了密封膜深度不夠及密封膜漏氣的原因，同時開啟了備用的真空泵，現(xiàn)象任然無法好轉(zhuǎn)，因此分析可能是因為淤泥中砂含量較大，泥漿攪拌樁在真空負壓下泥漿干結(jié)導致了狀體有孔隙進而導致漏水。所以對泥漿攪拌樁進行了補救施工，在補救施工過程中加大了泥漿的稠度，并調(diào)整了攪拌節(jié)奏重新施工后，真空預壓得以順利進行。

（3）真空泵的性能對真空預壓的效果也是有相當大的影響，工

程施工時能用到的設(shè)備實際工作性能可以達到80至90千帕，但沒有性能更好的設(shè)備了。故而在施工前根據(jù)不同的含沙量情況，進行分區(qū)實驗，最終確定了在全淤泥加固區(qū)按800-1000平方米/臺布置是合理的。如果是含沙量比較大的加固區(qū)，則合理的布置方式為1000-1100平方米/臺。

（4）在真空施工的開始階段，膜下真空度受真空泵數(shù)量的影響明顯；在中間階段時，真空度不會受真空泵臺數(shù)太大影響，因為此時膜下真空度已經(jīng)趨于穩(wěn)定了，但是還是要維持足夠數(shù)量的真空泵，以防有少量的水滲流進來；在收尾階段，只要真空泵臺數(shù)在總數(shù)的80%以上，就對真空度幾乎沒有什么影響了。

（5）真空度的傳遞問題，真空在淤泥和排水板中傳遞不一樣，在淤泥中受到的阻力較大，不易傳遞，真空能量損失大，在排水板中受到的阻力相對要小一些，真空能量損失要小一些，但總的來說，真空度在向深處傳遞時都會隨著深度增加逐漸減弱，并隨著抽空時間的增長，傳遞能力也會下降，另外就是排水板處的真空度變化要超前與淤泥處的。

（6）為了了解真空度在淤泥中的傳遞情況，會對施工中的軟基進行孔隙水壓力測試。在抽真空作業(yè)開始進行后，各個分區(qū)的超靜孔壓會伴隨著時間的推移慢慢下降，可能會下降至-60至-80千帕，真空度與超靜孔壓是有很強的相關(guān)性的，因此一般都會在真空作業(yè)中對超靜孔壓實時監(jiān)測。

（7）要想進一步提高軟基的整體固結(jié)效果，肯定是要減小真空度的損失為主要解決辦法，可通過加大排水板的埋深，采用高排水能力、高滲透性的豎向排水體等方法來實現(xiàn)。

4 結(jié)束語

綜上所述，真空預壓處理法在處理淺層的軟基是較為恰當?shù)姆绞?，相對于堆載預壓，真空預壓有不需要堆載材料、預壓效果明顯、加荷速度快、加荷過程中不會出現(xiàn)地基失穩(wěn)等等優(yōu)點。但真空預壓法也有其復雜之處，在施工過程中一定要嚴格把關(guān)各個環(huán)節(jié)，這樣才能達到預期的效果。

參考文獻

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