真空預壓法加固軟土地基施工技術(shù)

□文/張文博 李 棟 趙 鵬

真空預壓法加固軟土地基施工技術(shù)

□文/張文博 李 棟 趙 鵬

在我國可利用土地資源日趨緊張的情況下，采用真空預壓法將圍海造地所形成的軟土地基進行加固處理再利用，是一種行之有效的地基加固技術(shù)，具有成本低、效果好、工期短的施工優(yōu)點，目前在沿海地區(qū)被廣泛應(yīng)用。文章以實際工程為例，對該技術(shù)進行介紹。

真空預壓；軟土地基；圍海造地；加固

真空預壓法是一項比較新的軟土地基加固技術(shù)，屬于排水固結(jié)法的一種。它通過鋪設(shè)水平排水砂墊層和設(shè)置在軟基中的豎向排水體，再在砂墊層上鋪設(shè)不透氣的封閉膜，通過真空泵使土體中形成負壓，將土體孔隙中的水抽出，從而增加有效應(yīng)力，使土體產(chǎn)生固結(jié)，減少后期沉降，達到了提高地基承載力的目的。

1 工程概況

工程位于天津臨港工業(yè)區(qū)，場地長320 m、寬130 m，占地面積約42 000 m2，是通過圍海造地的方式所形成的典型陸域軟土地基，通過真空預壓法將軟土地基進行加固，最后用于建筑工程地基。根據(jù)本工程特點及場地實際情況，通過原狀取土、標準貫入試驗、取水及室內(nèi)水（土）試驗等綜合勘察方法，得知其地質(zhì)特性見表1。

表1 場地地質(zhì)特性

由表1可知，-5 m以上基本為吹填所形成的淤泥質(zhì)和粉砂質(zhì)土層，它的主要特性表現(xiàn)在以下幾個方面。

1）強度低：由于沉積的時間短，吹填土固結(jié)尚未完成，處于欠固結(jié)狀態(tài)。

2）均勻性差：由于吹填物質(zhì)來自不同水域以及水力分選的作用，吹填土土性變化較大。

3）含水量高：吹填區(qū)主要位于海邊，吹填土與地表水的水力聯(lián)系特別緊密，地下水埋深很淺，土體中含水量高，不易排出。

2 地基加固方案選擇

針對此類吹填土所形成的軟土地基，加固方法主要有真空預壓法和堆載預壓法，對于這兩種加固方法我們在施工中進行對比，見表2。

表2 真空預壓法和堆載預壓法施工對比

由表2可知，此類軟土地基通過真空預壓法加固后，各個方面均具有優(yōu)越性，因此本工程場地選擇采用真空預壓法進行地基加固。

3 真空預壓法加固軟土地基施工要求

3.1 加固場地要求

施工前，先將場地進行平整，清除表面的積水、樹根、生活垃圾、建筑垃圾等雜物，保證場地的高差≯250 mm。根據(jù)設(shè)計進行定位放線并按要求設(shè)置沉降標。

3.2 砂墊層施工

最好采用中粗砂，鋪設(shè)厚度控制在200～300 mm，泥質(zhì)等雜質(zhì)的含量控制在5%以內(nèi)。由于沿海區(qū)域吹填后的淤泥質(zhì)土強度低，表層軟，無法承受人員及機械使用時的重壓，所以在類似區(qū)域進行真空預壓法加固地基時，需根據(jù)地質(zhì)條件在砂墊層鋪設(shè)前，鋪放1～2層竹笆片或其他人工編織物，用細鐵絲或扎帶綁扎在一起，保證搭接長度在200 mm以上。

為保證將來覆蓋密封膜的完整性，因此在砂墊層施工中嚴禁混有尖石、鐵器、鐵絲、塑料外殼的鋒利棱角的物體，在砂墊層鋪設(shè)完畢后，必須安排人員對砂墊層面層的雜物和可能破壞密封膜的物體進行清除。

3.3 塑料排水板施工

塑料排水板應(yīng)在砂墊層鋪設(shè)完畢后進行，根據(jù)設(shè)計對排水板位置逐一定位。在插板機施工中，應(yīng)該根據(jù)土層的軟硬程度確定施工方法，如果土層硬可采用振動插板機，如果還打插不下，則需先打引孔，然后再打插導管。

塑料排水板施工的重點是控制好打入的標高和深度，在打塑料排水板之前，先在插板機上按設(shè)計要求的板長作好刻度標記，打插過程中應(yīng)注意控制導管的垂直度，偏差≯1.5%，打插塑料排水板時，打入地基的塑料排水板應(yīng)為整板，防止出現(xiàn)扭結(jié)、斷裂和撕破濾膜的現(xiàn)象。

3.4 鋪設(shè)過濾管網(wǎng)

過濾管網(wǎng)一般采用φ60～70 mm的鐵管、硬塑料管或波紋管連接，將過濾管打孔加工外包濾水層，達到只透氣不透砂的效果，過濾管可采用膠管用鐵絲綁扎連接，嚴禁鐵絲四頭朝上。過濾管應(yīng)該埋在砂墊層中間，最少距離砂墊層表面50 mm。

3.5 預壓安裝

1）密封膜應(yīng)該采用聚氯乙烯膜或聚乙烯薄膜制作，密封膜的大小根據(jù)真空預壓區(qū)域大小由生產(chǎn)廠家預先定制加工，整幅密封膜的大小要能夠保證一次性全部覆蓋整個真空預壓區(qū)。加工時膜的大小考慮埋入密封溝的部分，留有足夠的富余，最小大于加固區(qū)相應(yīng)邊3～4 m。密封膜加工采用熱合法，熱合逢平搭接接縫寬度≮15 mm，嚴禁出現(xiàn)熱穿、熱合不緊等現(xiàn)象，不宜有交叉熱合縫，如果有空洞，應(yīng)及時修好，熱合完畢后必須驗收合格方可施工下一道工序。

2）為保護密封膜，在密封膜上下各鋪設(shè)一層250 g/m2針刺無紡土工布。待過濾管路、真空測頭及其它觀測儀器埋設(shè)完后，在其上鋪設(shè)土工布，鋪設(shè)面積略小于密封膜（收邊2～3 m），鋪設(shè)范圍略大于加固區(qū)，每邊約加寬1 m。根據(jù)場地情況，按一定方向?qū)⑼凉げ颊归_并鋪設(shè)平整。土工布搭接部位采用縫接處理，用手提縫紉機進行縫接，縫接時搭接寬度≮30 mm。

3）密封膜按先后順序依次鋪設(shè)，先檢查土工布的平順性，去除尖利的雜物，然后將兩層聚氯乙烯薄膜依次鋪放覆蓋整個預壓區(qū)。鋪設(shè)時自一邊開始，分層依次由近及遠鋪設(shè)，將膜的四周放到密封溝底，膜邊壓入土中，溝內(nèi)覆水。

4）膜下真空度測頭均勻布置在四周角點和加固區(qū)中心區(qū)域的砂墊層內(nèi)，觀測點和觀測斷面按設(shè)計要求的數(shù)量、位置埋設(shè)，距離濾管≮2 m，四周角點膜下真空度測頭距加固區(qū)邊線6～7 m。

3.6 抽真空具體要求及效果

在密封溝覆水前，應(yīng)先進行試抽真空，仔細檢查每臺射流泵的運轉(zhuǎn)情況及密封膜的密封情況。試抽真空時間宜為7～10 d，膜下真空壓力應(yīng)達到0.06～0.08 MPa，如果低于此值，應(yīng)及時查找原因進行處理，在此期間應(yīng)開始真空壓力和沉降量等參數(shù)的觀測。

試抽真空達到要求后，可進行覆水轉(zhuǎn)入正常抽真空階段，這一階段是真空預壓的主要階段，膜下真空壓力應(yīng)穩(wěn)定在0.08 MPa以上，一般持續(xù)2～5月抽真空時間。

通過對真空壓力值和地面沉降量的記錄觀測，通過一段時間的持續(xù)真空預壓，地面沉降量隨著真空壓力的持續(xù)而不斷增長，軟土地基中的孔隙水也不斷減小，土體有欠固結(jié)狀態(tài)逐漸向固結(jié)狀態(tài)轉(zhuǎn)變，最終地表沉降量趨于穩(wěn)定，達到最終的地基加固處理的效果。

4 結(jié)語

實踐證明，真空預壓法處理軟土地基是一種有效的地基加固技術(shù)，它施工噪音小、無污染、能耗低，可縮短施工周期，提高施工建設(shè)速度，具有較高的技術(shù)經(jīng)濟效益，可廣泛應(yīng)用于沿海地區(qū)、輕型建（構(gòu)）筑物和消除欠固結(jié)土體對樁體的負摩擦力等方面的軟土地基加固。

[1]JTS 147-2—2009，真空預壓加固軟土地基技術(shù)規(guī)程[S].

[2]JGJ 79—2012，建筑地基處理技術(shù)規(guī)范[S].

□中國分類號：TU753.8

□李 棟、趙 鵬/中建八局第三建設(shè)有限公司。

C

1008-3197（2015）06-71-02

10.3969/j.issn.1008-3197.2015.06.025

2015-01-18

張文博/男，1985年出生，工程師，中建八局第三建設(shè)有限公司，從事工程技術(shù)管理工作。