王曉文

摘 要： 真空預(yù)壓屬于排水固結(jié)法的一種高真空擊密法，是一種快速加固地基的新技術(shù)，近年來被用于軟土地區(qū)的地基處理。真空預(yù)壓法適用于建筑工程超軟地基的加固，特別不良基礎(chǔ)施工的填土同時也適用于飽和均質(zhì)黏性土及含薄層砂夾層的黏性土，但不適用于無法堆載的傾斜地面和施工場地狹窄等場合和在加固范圍內(nèi)有足夠水源補給的透水土層。其工作原理是使土體中的孔隙水流入砂井并被排出以達(dá)到固結(jié)的目的。

關(guān)鍵詞： 建筑工程；真空預(yù)壓；固結(jié)；軟基處理

中圖分類號： TB

文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A

文章編號： 16723198（2013）06018301

1 引言

真空預(yù)壓屬于排水固結(jié)法的一種，真空預(yù)壓系統(tǒng)由抽真空系統(tǒng)和排水排氣系統(tǒng)兩部分組成，施工時首先在原地基表面鋪墊一定厚度的砂墊層將不透氣的薄膜鋪設(shè)在砂墊層頂面上薄膜四周埋入不透水土中再在土體中打人塑料排水板、袋裝砂井或砂井作為豎直排水體，將薄膜下砂墊層中的空氣抽出借埋設(shè)于砂墊層中的管道使其形成相對負(fù)壓，由于砂井滲透性較大在砂井和砂井周圍土體之間形成孔壓差，該負(fù)壓能夠快速傳遞到砂井深部從而使土體中的孔隙水流入砂井并被排出達(dá)到固結(jié)的目的。

2 真空預(yù)壓法的設(shè)計技術(shù)指標(biāo)控制

真空預(yù)壓法加固軟土地基符合有效應(yīng)力原理。真空預(yù)壓的設(shè)計內(nèi)容主要包括豎向排水體的尺寸、工藝設(shè)計、密封膜內(nèi)的真空度、加固后的沉降以及加固土層平均固結(jié)度等技術(shù)指標(biāo)。

（1）膜內(nèi)真空度。根據(jù)工程經(jīng)驗加固土層平均固結(jié)度真空預(yù)壓效果和密封膜內(nèi)真空度大小有關(guān)，膜內(nèi)最低設(shè)計真空度不應(yīng)低于650 mmHg當(dāng)采用合理的工藝和設(shè)備時，若工期許可設(shè)計要求達(dá)到的平均固結(jié)度一般不低于80%也可根據(jù)實際適當(dāng)提高。

（2）真空預(yù)壓的面積。真空預(yù)壓的效果與良好的氣密性有關(guān)預(yù)壓面積與周邊長度之比也越大預(yù)壓面積越大氣密性就越好，一般真空的邊緣應(yīng)比建筑基礎(chǔ)外緣超出不小于300mm真空預(yù)壓的面積不得小于基礎(chǔ)外緣所包圍的面積。

（3）豎向排水體。設(shè)計時若不能滿足要求則可縮小井距或延長工期可先假定井距再計算地基固結(jié)度，真空預(yù)壓法的豎向排水系統(tǒng)可采用塑料排水板、袋裝砂井以及普通砂井。袋裝砂井井距一般為砂井直徑的15～30倍其直徑為7～12cm。砂井深度主要根據(jù)土層的分布、地基中附加應(yīng)力大小、施工期限和條件及地基穩(wěn)定性等因素確定，一般為10～25 m。砂井的布置范圍一般可由基礎(chǔ)的輪廓線向外延伸2.4 m。砂料宜選用中粗砂，其含泥量不能超過3%。抽真空所需時間長短與土質(zhì)條件和豎向排水體的間距有關(guān)。

3 真空預(yù)壓法軟基處理施工工藝控制

（1）施工預(yù)壓區(qū)劃分。每塊真空預(yù)壓面積越大越好，但如果受場地條件或施工能力限制可以采取將其劃分成幾個預(yù)壓區(qū)域，分期預(yù)壓時建筑邊線距預(yù)壓區(qū)有效邊線可取200～400mm或更大些應(yīng)確保每個建筑物位于一塊預(yù)壓區(qū)內(nèi)，滿足建筑工程施工工期要求加固面積一般以5000～100000m2為宜應(yīng)避免兩塊預(yù)壓區(qū)分界區(qū)域的加固效果差異而導(dǎo)致建筑物發(fā)生不均勻沉陷以及兩塊預(yù)壓區(qū)的分界線橫過建筑物。

（2）施工機具設(shè)備和材料。真空預(yù)壓設(shè)備由真空泵和配套設(shè)備組成。真空泵的設(shè)置應(yīng)根據(jù)工程經(jīng)驗、真空泵效率以及預(yù)壓面積大小確定宜用射流真空泵，真空裝置每塊預(yù)壓區(qū)宜設(shè)不少于兩臺真空泵配套設(shè)備有集水罐、密封薄膜、真空濾水管、閥門、真空表、真空管、止回閥等數(shù)量應(yīng)以始終保持密封膜內(nèi)高真空度為原則，真空濾水管采用鋼管或塑料管材，應(yīng)能承受足夠的徑向壓力而不變形。濾水管上梅花形布置濾水孔，孔徑一般為8～10 mm，孔間距50 mm；管上纏繞直徑3 mm的鐵絲，外包尼龍窗紗布一層，最外面再包一層滲透性好的編織布或土工纖維或棕皮。密封膜常用聚氯乙烯薄膜作為密封膜應(yīng)采用抗抗穿刺能力強、韌性好以及抗老化性能好的不透氣材料。密封膜熱合時宜用兩條熱合縫的平搭接，搭接長度應(yīng)大于1.5 mm。密封膜一般要求每邊大于預(yù)壓區(qū)相應(yīng)邊200～400mm面積要大于預(yù)壓場地面積，每層膜鋪好后應(yīng)檢查和粘補漏處料膜一般宜鋪設(shè)2～3層才能保證整個預(yù)壓過程中的密實性。

（3）埋設(shè)濾管。在砂墊層中埋設(shè)水平分布的濾管，濾管一般采用條形或魚刺形布置，鋪設(shè)距離要適當(dāng)，使真空度在整個預(yù)壓區(qū)內(nèi)分布均勻，在濾管上部應(yīng)有100～ 200 mm厚的砂覆蓋層，防止濾水管上尖利物體刺破密封膜。在鋪設(shè)濾水管時，濾水管之間要連接牢固，選用合適的濾水層且包裹嚴(yán)實，避免抽氣后進(jìn)入射流裝置。

（4）鋪設(shè)密封膜。在砂墊層上鋪設(shè)密封薄膜，為確保薄膜的密封性一般采用將膜的四周密封按先后順序同時鋪設(shè)3層聚氯乙烯薄膜。一般膜的四周密封方法是開挖深0.8～0.9 m的溝槽在離基坑線外緣200mm，將薄膜的周邊放入溝槽內(nèi)要求氣密性好采用板樁覆水或密封不漏氣用黏土或粉質(zhì)黏土回填壓實。經(jīng)驗證明既保證薄膜的密封性又減緩薄膜的老化膜上全面覆水較好，薄膜周邊的幾種密封方膜適用于地基土顆粒細(xì)密、含水量較大、地下水位淺的地區(qū)采用一般作為輔助密封措施采用適用于密封膜和密封溝發(fā)生漏氣現(xiàn)象時，膜上溝內(nèi)同時覆水、封閉式板樁墻內(nèi)覆水和封閉式板樁墻。

（5）質(zhì)量控制措施。當(dāng)處理區(qū)內(nèi)有充足水源補給的透水層時作為檢驗和評價預(yù)壓效果的依據(jù)若發(fā)現(xiàn)異常隨時分析應(yīng)及時采取措施以免影響最終加固效果，應(yīng)采取封閉式板樁墻加溝內(nèi)覆水或其他密封措施隔斷透水層，當(dāng)面積較大時掌握變化情況宜分區(qū)預(yù)壓應(yīng)做好真空度、水平位移、地

下水位、孔隙水壓力和地面沉降量的現(xiàn)場測試工作區(qū)與區(qū)

間隔距離以200～600mm為宜，膜下真空度能反映整個場

地受荷的大小和均勻度真空度觀測包括真空管內(nèi)真空度、膜下真空度和真空裝置的工作狀態(tài)等三方面內(nèi)容，膜下，每個測頭監(jiān)控的預(yù)壓面積為1000～3000m2真空度測頭要求分布均勻。邊界內(nèi)外適當(dāng)加密各沉降標(biāo)之間距離一般為2000～3000mm真空預(yù)壓工程地面沉降標(biāo)應(yīng)在場內(nèi)有規(guī)律地設(shè)置，沉降可用磁環(huán)或沉降觀測儀進(jìn)行檢測。實測沉降速率不大于2 mm/d預(yù)壓的沉降穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)為連續(xù)5d，根據(jù)測點孔隙水壓力—時間變化曲線可推算不同時間的固結(jié)度以及強度增長計算土的固結(jié)系數(shù)。目前常用鋼弦式孔隙水壓力計和雙管式孔隙水壓力計觀測孔隙水壓力根據(jù)真空荷載下不同時間的固結(jié)度可以推算加荷預(yù)壓期間地基的沉降量推算地基土強度的增長以確定預(yù)壓的期限。真空預(yù)壓工程需在場內(nèi)設(shè)置若干個測孔。測點布置應(yīng)沿孔深每隔1～2 m設(shè)置一點，且不同土層應(yīng)設(shè)置測點，測孔的深度應(yīng)大于待加固地基的深度。真空預(yù)壓結(jié)束后，應(yīng)清除砂槽和腐殖土層，避免在地基內(nèi)形成水平滲水通道，冬季施工時應(yīng)避免過長時間停泵，否則，膜內(nèi)、外管路會發(fā)生冰凍而堵塞應(yīng)對薄膜、管道、水泵、閥門及真空表等采取常規(guī)保溫措施。冬季抽氣塑料膜下料時，應(yīng)根據(jù)不同季節(jié)預(yù)留塑料膜伸縮量；高溫季節(jié)熱合時每幅塑料膜的應(yīng)力應(yīng)基本相同密封膜加工完畢后應(yīng)堆放在陰涼通風(fēng)處；堆放時在塑料膜之間適當(dāng)撒放滑石粉；為了防止互相粘連堆放的時間不能過長，膜上覆水一般應(yīng)在抽氣后膜內(nèi)真空度達(dá)650 mmHg，時間一般為7～10 d確認(rèn)密封系統(tǒng)不存在問題方可進(jìn)行，卸載。真空預(yù)壓可根據(jù)沉降速率和地基平均固結(jié)度來確定卸載時機。

（6）經(jīng)常檢查各項記錄，發(fā)現(xiàn)異?，F(xiàn)象，應(yīng)盡快分析原因并采取措施補救。

4 結(jié)束語

建筑工程施工中采用真空預(yù)壓法加固20m厚軟黏土地基的施工工藝及質(zhì)量控制過程中。塑料排水板起到增加土體中豎向排水通道的作用真空壓力的實施和傳遞主要由兩部分組成，豎向塑料排水板和水平向鋪設(shè)的波紋管可同時起到傳遞真空壓力和集水的作用。80kPa的真空壓力可達(dá)到地面以下20m處。對于非常軟的軟黏土地基，采用堆載預(yù)壓法很難施工，100d固結(jié)度可達(dá)到90%以上真空預(yù)壓加固法是行之有效的地基處理方法經(jīng)處理后的地基承載力可達(dá)80kPa以上觀測的地面沉降接近1m，土體在80kPa真空壓力的作用下，在真空壓力的作用下加固區(qū)土體發(fā)生向內(nèi)側(cè)加固區(qū)的水平向變形，當(dāng)采用真空預(yù)壓法加固軟土地基時地面出現(xiàn)明顯開裂這種較大的側(cè)向位移必須引起足夠的重視如在加固區(qū)附近有建筑物或道路。

參考文獻(xiàn)

[1] 程艷青，張義吉，軟土路基處理中高真空擊密法的應(yīng)用研究[J].水利建設(shè)與管理，2012，（10）：1315.