摘要：敘述了真空預(yù)壓法處理軟土地基試驗(yàn)項(xiàng)目的概況，闡述了軟土地基的預(yù)加固處理、鋪設(shè)塑料排水板、布置邊界密封墻、軟土地基的夯實(shí)等方面的加固技術(shù)，通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了該方法降低了土體的含水率、提高了軟土地基的承載能力和穩(wěn)定性。

關(guān)鍵詞：真空預(yù)壓法；軟土地基；加固施工；技術(shù)研究

0 引言

真空預(yù)壓法是一種新型的軟土地基加固技術(shù)[1]，其基本原理是在基礎(chǔ)表層鋪設(shè)砂墊層、排水管道，然后用負(fù)壓泵抽氣，形成負(fù)壓環(huán)境，加速地基的排水固結(jié)過程。相比傳統(tǒng)的地基加固方法，該方法具有施工簡便、工期短、成本低、環(huán)保好等優(yōu)點(diǎn)，為解決軟土地基加固問題提供了一種新的有效途徑。

1 項(xiàng)目概況

該項(xiàng)目試驗(yàn)區(qū)域的北面是一片廣闊的水域，南面是運(yùn)輸港口，西邊是規(guī)劃中的工業(yè)區(qū)，東面是海上通路，總面積為4480m2。為了給參與試驗(yàn)的人員提供便利，擬搭建長55m、寬5m的建筑走廊。

經(jīng)過地質(zhì)勘測，該試驗(yàn)區(qū)域的地層以第四系海相及河口三角洲相為主，其淺層地下水埋藏深度為6.61m。依據(jù)井下水位實(shí)測數(shù)據(jù)，該試驗(yàn)項(xiàng)目區(qū)域的地下水位為5.5～6.0m。該區(qū)域內(nèi)分布了粉砂沖填土、粉質(zhì)黏土、粉砂、粉質(zhì)土等，屬于軟土地基。在不同的探測深度上對各該軟土地基的各項(xiàng)物理指標(biāo)進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，其物理指標(biāo)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)如表1所示。從表1可知，該項(xiàng)目試驗(yàn)區(qū)域的軟土地基分布不均，物理指標(biāo)差異較大。分析認(rèn)為，該區(qū)域內(nèi)可采用真空預(yù)壓法治理軟土地基，以改善其承載力與穩(wěn)定性，為后續(xù)的建筑物施工提供堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

2 軟土地基加固關(guān)鍵施工技術(shù)

2.1 預(yù)加固處理

采用真空預(yù)壓法治理軟土地基的第一步，是采用基礎(chǔ)處理工藝，對軟土地基進(jìn)行預(yù)加固處理，以此初步提升軟土地基的承載力。在軟土地基的預(yù)加固處理中，可根據(jù)軟土層的厚度選擇預(yù)加固處理技術(shù)[2]。針對軟土層可先置換軟土層，并采取墊層加筋的方法進(jìn)行施工，以起到抑制地基變化的作用，同時(shí)增強(qiáng)地基穩(wěn)定性。加筋墊片的厚薄與軟土地基的厚薄、軟土地基的強(qiáng)度之間存在著相應(yīng)的關(guān)系，其表達(dá)式為：

（1）

式（1）中：P1為加筋墊層底面的附加壓力，b為軟土地基的墊層區(qū)域面積，P2為載荷中的底面壓力值，P3為加筋墊層自身的壓力值，z為加筋墊層的厚度，θ為墊層的擴(kuò)散角，?為墊層底面校正后的基礎(chǔ)承載力取值。

根據(jù)上述內(nèi)容對軟土地基較厚的土層進(jìn)行換土，形成換土層，然后予以壓實(shí)。換土層是將施工場地中原有的大量軟土層進(jìn)行挖除，拌好加固材料后再回填，從而使得土體的性質(zhì)發(fā)生變化，進(jìn)而提高土體的穩(wěn)定性[3]。填土壓實(shí)的質(zhì)量控制如表2所示。

2.2 鋪設(shè)塑料排水板

在對軟土地基進(jìn)行預(yù)加固處理后，鋪設(shè)塑料排水板。根據(jù)工程地質(zhì)條件和預(yù)加固處理土層厚度，選擇B型塑料排水板當(dāng)作垂直排水系統(tǒng)[4]。塑料排水板規(guī)格型號如表3所示。

使用一種輕便的液壓插板機(jī)設(shè)置排水板。根據(jù)區(qū)域內(nèi)的土體條件確定塑料排水板的長度，（一般為18～23.5m），在0.5m×0.5m范圍內(nèi)設(shè)置排水板。在吹填土層下0.2m處放置1塊塑膠排水板，共計(jì)安裝18000塊塑膠排水板。嵌套式排水板的埋置深度允許偏差不得大于±25cm。修整排水塑料板的端頭，使其外露長1200cm，確保修過之后基本上和“鴨嘴”吻合。

2.3 布置邊界密封墻

布置邊界密封墻是軟土地基加固過程中的一項(xiàng)重要施工任務(wù)，其目的是通過建立一道密閉的墻體，防止真空預(yù)壓過程中壓力擴(kuò)散，從而提高加固效果[5]。

2.3.1 確定邊界密封墻的位置和尺寸

確定邊界密封墻的位置和尺寸時(shí)，應(yīng)綜合考慮真空預(yù)壓施工區(qū)域的形狀和大小以及地基土體的特性。根據(jù)施工區(qū)域的形狀和大小，將邊界密封墻設(shè)于施工區(qū)域的外圍，并與施工區(qū)域的邊界相吻合。地基土體的穩(wěn)定性、承載能力和滲透性也需要考慮。根據(jù)上述情況，確定邊界密封墻的具體位置和深度。

此外，還需根據(jù)設(shè)計(jì)要求和施工條件，確定邊界密封墻的尺寸，確保其長度和深度足夠。邊界密封墻的材料和結(jié)構(gòu)形式，要符合穩(wěn)固性和耐久性要求。最后，綜合相關(guān)技術(shù)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)以及專業(yè)人員意見，確定邊界密封墻的位置和尺寸，以保證邊界密封墻滿足工程要求。

2.3.2 計(jì)算邊界密封墻的材料用量

首先根據(jù)邊界密封墻的尺寸，包括長度、高度和厚度，測量施工區(qū)域的邊界并確定墻體參數(shù)。然后根據(jù)項(xiàng)目需求選擇合適的材料類型和規(guī)格，如鋼筋、混凝土、聚氨酯泡沫等。再計(jì)算墻體體積，根據(jù)尺寸確定墻體劃分，計(jì)算每段的體積并累加，之后根據(jù)材料規(guī)格，例如混凝土配比，計(jì)算所需的材料用量。此外，還應(yīng)考慮到浪費(fèi)因素和備用材料的需求，以確保施工過程中有足夠的材料供應(yīng)。

2.3.3 選擇合適的材料

為了滿足邊界密封墻的防護(hù)需求，選擇耐腐蝕和耐磨損的材料。例如聚氯乙烯（PVC）是一種常見的耐腐蝕合成樹脂材料，具有耐化學(xué)物質(zhì)腐蝕性能，可以有效抵御酸堿、鹽等腐蝕性介質(zhì)的侵蝕，保護(hù)邊界密封墻免受外界環(huán)境的影響。

橡膠材料特別是天然橡膠或合成橡膠具有良好的彈性和密封性能，能夠有效防止水和其他液體滲入施工區(qū)域，還可防止土體松動(dòng)、溢出等問題。橡膠材料還能夠耐受一定程度的磨損和撕裂，延長邊界密封墻的使用壽命。

在選擇材料時(shí)，還需要考慮施工環(huán)境和使用條件。如果邊界密封墻在戶外或暴露于紫外線輻射下，應(yīng)選擇具有抗紫外線衰減能力的材料，以防止材料老化和劣化。如果邊界密封墻經(jīng)常處于高溫或低溫環(huán)境，應(yīng)選用耐高溫或耐低溫的材料，確保其用途不受影響。

2.3.4 制作邊界密封墻

邊界密封墻通常由鋼板或混凝土梁組成。在制作邊界密封墻時(shí)，除了考慮材料用量，還需關(guān)注墻體的平整度和垂直度，以確保邊界密封墻的質(zhì)量和功能。使用適當(dāng)?shù)臏y量工具，測量并調(diào)整墻體的平整度，避免明顯的凹凸或起伏，提升其外觀質(zhì)量和耐久性。使用垂直儀或水平儀測量邊界密封墻的垂直度，防止其傾斜、歪斜或扭曲，提升其穩(wěn)定性和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。嚴(yán)格按照規(guī)范和要求操作，特別注意混凝土澆筑的均勻性、鋼筋布置的準(zhǔn)確性等細(xì)節(jié)，避免墻體變形和出現(xiàn)弱點(diǎn)。通過嚴(yán)格控制材料使用量、施工工藝，保證邊界密封墻的質(zhì)量和可靠性，并進(jìn)行定期檢查和維護(hù)，確保長期使用中有效發(fā)揮其功能。

2.3.5 安裝邊界密封墻

安裝邊界密封墻的具體步驟如下：首先，清理和平整地基，確保其能夠支撐邊界密封墻；其次，將邊界密封墻設(shè)置在軟土地基的邊界處；然后，使用振動(dòng)或沖擊設(shè)備，將邊界密封墻打入地下。最后，對邊界密封墻進(jìn)行填土或注漿加固，以提高其承載能力，并進(jìn)行適當(dāng)修整。邊界密封墻安裝完成后，通常需要對地基進(jìn)行預(yù)壓處理，通過施加水平力預(yù)壓一段時(shí)間，增加地基的密實(shí)度和穩(wěn)定性。邊界密封墻的設(shè)置要嚴(yán)格遵循建筑工程安全作業(yè)規(guī)程，保證工程質(zhì)量與施工安全。同時(shí)，通過合理的計(jì)算和選擇合適的材料，提高邊界密封墻的使用壽命和穩(wěn)定性。

2.4 軟土地基的夯實(shí)

2.4.1 真空預(yù)壓法的作用

軟土地基加固施工的最后階段，是利用真空預(yù)壓法對土體進(jìn)行高密度壓實(shí)或重組，達(dá)到加固軟土地基的目的。真空預(yù)壓法的作用如下：一是通過排水和固結(jié)加速地基固結(jié)沉降，增加地基的承載能力和穩(wěn)定性；二是通過排除孔隙水和孔隙氣體，縮短地基固結(jié)沉降周期；三是通過調(diào)節(jié)真空度和排水速度控制地表沉降量，減小對周邊建筑物和設(shè)施的影響；四是通過實(shí)施真空預(yù)壓，提高地基土的抗剪強(qiáng)度和抗液化能力。

2.4.2 采用強(qiáng)夯法增加土體的強(qiáng)度

對于黏性較小的土體，可采用真空預(yù)壓法中的強(qiáng)夯法來增加土體的強(qiáng)度，還可采用真空預(yù)壓法中的緊密地基技術(shù)，通過擠壓、振動(dòng)、填充材料提_{02BsKl7eif6WJFs1KdA8q3pPoAcwl7JoocHjl9/ooQE=}高土體的承載力。對于高含水率的軟土地基，為了降低其沉降量，可選擇真空預(yù)壓法中的土樁擠壓法來增加土體的加固程度[6]。對于非濕陷的地基，根據(jù)實(shí)際情況設(shè)計(jì)樁孔，通過三角形的樁孔布局，可計(jì)算出樁孔之間的中心距離，據(jù)此可計(jì)算出對應(yīng)的軟土地基的應(yīng)力。

3 實(shí)驗(yàn)

3.1 實(shí)驗(yàn)參數(shù)

為了充分驗(yàn)證真空預(yù)壓法加固軟土地基的優(yōu)勢，進(jìn)一步探究其實(shí)際應(yīng)用效果，本文設(shè)計(jì)了一項(xiàng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)驗(yàn)，具體實(shí)驗(yàn)參數(shù)如表4所示。

3.2 實(shí)驗(yàn)方法

以上述實(shí)驗(yàn)參數(shù)為基礎(chǔ)，對軟土地基進(jìn)行真空預(yù)壓法的應(yīng)用實(shí)驗(yàn)。在實(shí)驗(yàn)過程中，對各項(xiàng)工藝條件進(jìn)行嚴(yán)格控制，確保真空度、密封性等關(guān)鍵指標(biāo)達(dá)到設(shè)計(jì)要求。在軟土地基處理前，在軟土地基的不同深度分別取樣并檢測土樣的含水率。在軟土地基處理后，再按照同樣方法取樣并檢測土樣的含水率。通過對比軟土地基加固前、后土體物理性質(zhì)的變化，檢測其加固施工的效果。為了確保檢測結(jié)果的有效性與可信性，在取樣時(shí)嚴(yán)格遵守操作規(guī)范，并在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行含水率檢測。

3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

按照上述實(shí)驗(yàn)方法，對軟土地基應(yīng)用真空預(yù)壓法進(jìn)行加固前、后土樣的含水率進(jìn)行了檢測。軟土地基加固前、后土樣含水率對比如表5所示。由表5可知，在加固軟土地基之前，不同深度土樣含水率呈現(xiàn)出較大的差異。這是由于地基中不同土層的孔隙率和滲透性不同，造成水分在土體中的分布不均勻。水分在土體中的不均勻分布，對土體的穩(wěn)定及承載力產(chǎn)生不利影響。

經(jīng)過真空預(yù)壓法加固后，各深度土樣的含水率在深度上分布比較均勻，這說明真空預(yù)壓法能夠有效地排除土體中的孔隙水，降低土體的含水率，使土體的結(jié)構(gòu)變得緊密和均勻。加固后土樣的含水率均有所下降，是因?yàn)榭紫端豢焖俚貜耐馏w中抽走，從而提高了軟土地基的承載能力和穩(wěn)定性。

4 結(jié)束語

應(yīng)用真空預(yù)壓法可大幅度提高軟土地基的強(qiáng)度與穩(wěn)定性，是一種行之有效、被廣泛采用的軟土地基處理方法。該方法具有施工簡便、工期短、成本低等優(yōu)點(diǎn)，因此在軟土地基處理中得到了廣泛應(yīng)用。由于真空預(yù)壓法在軟土地基加固施工中具有重要應(yīng)用價(jià)值，未來將進(jìn)一步對其進(jìn)行研究，不斷優(yōu)化設(shè)計(jì)，改進(jìn)施工工藝，以提高工程質(zhì)量和施工效率，為建筑工程項(xiàng)目的順利實(shí)施提供保障。

參考文獻(xiàn)

[1] 郭瑞.基于高層建筑工程的軟土地基加固施工技術(shù) [J].中國建筑金屬結(jié)構(gòu)，2023，22（11）：11-13.

[2] 周桂德，崔劍偉，彭文濤，等.真空預(yù)壓法在土建工程處理中的應(yīng)用研究[J].中國建筑裝飾裝修，2023（18）：75-77.

[3] 李浩.公路橋梁工程軟土地基加固施工技術(shù)[J].工程機(jī)械與維修，2023（4）：199-201.

[4] 陳旭明，盛杰，李東方.道路橋梁工程軟土地基加固施工技術(shù)及其應(yīng)用研究[J].工程機(jī)械與維修，2023 （4）：205-207.

[5] 胡海燕.真空聯(lián)合堆載預(yù)壓法在市政道路軟土地基加固中的應(yīng)用[J].工程技術(shù)研究，2023，8（11）：42-44.

[6] 梁海峰. FDP快速軟基處理技術(shù)在貨站軟土地基加固中的應(yīng)用[J].建筑施工，2023，45（2）：259-262.