真空預(yù)壓法軟基處理施工技術(shù)淺析

王安馳

摘 要： 隨著我國社會主義市場經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，我國各行各業(yè)都得到了極大的提升，科學(xué)技術(shù)也得到了發(fā)展。我國對于真空預(yù)壓法處理軟弱土的研究自上世紀(jì)六十年代已經(jīng)開始展開，到目前為止，該方法已經(jīng)較為成熟。真空預(yù)壓法加固深厚層軟土地基是國內(nèi)優(yōu)勢明顯的一種地基處理方法，該法具有快速、經(jīng)濟(jì)、效果好的優(yōu)點(diǎn)，并且無堆載預(yù)壓引起的邊坡失穩(wěn)等問題。但是目前關(guān)于真空預(yù)壓施工對周邊建筑物、構(gòu)筑物等環(huán)境的影響程度及其規(guī)律等問題尚沒有成熟、明確的結(jié)論。我們在現(xiàn)場試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，結(jié)合有限元計算，得出真空預(yù)壓加固區(qū)外沒有防護(hù)措施時，沉降大于5cm的范圍約為40m;打設(shè)攪拌樁防護(hù)時沉降大于5cm的范圍約為20m。通過理論計算和現(xiàn)場試驗(yàn)，得出真空預(yù)壓對周邊環(huán)境的影響范圍可達(dá)40m以上，距加固區(qū)邊緣8m處的位移量可達(dá)33.5cm，影響深度超過14m，在加固區(qū)邊緣14m處的位移量可達(dá)23.2cm，影響深度超過12m。但是這些理論，只能作為特定場地條件和攪拌樁支護(hù)條件下的研究結(jié)論，都不能為軟土地基加固提供技術(shù)支持。

關(guān)鍵詞： 真空預(yù)壓法;軟基處理;施工技術(shù)

【中圖分類號】TU471 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【DOI】10.12215/j.issn.1674-3733.2020.28.077

引言：軟基由于高含水率高、大孔隙比、強(qiáng)度低等缺點(diǎn)需要在加固后才能加以利用。真空預(yù)壓法被廣泛用于溫州等地區(qū)的吹填淤泥加固，主要得益于它工藝簡單、造價低、工期短、工后沉降小等優(yōu)點(diǎn)。由于經(jīng)濟(jì)發(fā)展越來越快，對于土體的預(yù)處理要求也不斷提高，而深層軟土處理效果不佳一直是真空預(yù)壓法的一大缺點(diǎn)，為了使加固土體在處理后能夠更好傳遞真空度，更均勻沉降，更有效的降低土體含水率，真空-堆載聯(lián)合預(yù)壓法憑借這些特點(diǎn)開始被廣泛的應(yīng)用在工程中。通過現(xiàn)場試驗(yàn)提出堆載時間對地基沉降有較大的影響，堆載越早，越有利于后期工后沉降的減少。通過現(xiàn)場試驗(yàn)得出真空-堆載聯(lián)合預(yù)壓可以顯著提高對土體的加固效果的結(jié)論，且經(jīng)不斷探索成為切實(shí)可行的處理吹填土的新方法。真空預(yù)壓處理吹填土?xí)r，前期強(qiáng)度較低，堆載需要在抽真空一定時間后才可以進(jìn)行，對于如何又好又快的處理吹填土，學(xué)者通過大量的室內(nèi)試驗(yàn)及工程應(yīng)用進(jìn)行相關(guān)探討 ?；诖?，本文主要對真空預(yù)壓法軟基處理施工技術(shù)進(jìn)行淺析。希望通過本文的分析研究，給行業(yè)內(nèi)人士以借鑒和啟發(fā)。

1 真空聯(lián)合堆載預(yù)壓加固機(jī)理

預(yù)壓法可以分為堆載預(yù)壓法、真空預(yù)壓法以及聯(lián)合預(yù)壓法。堆載預(yù)壓法指在工程建設(shè)之前用大于或等于設(shè)計荷載的填土荷載，促使地基提前固結(jié)沉降以提高地基的強(qiáng)度。真空預(yù)壓法是在軟黏土中設(shè)置豎向塑料排水帶或砂井，上鋪砂層，再覆蓋薄膜封閉，抽氣使膜內(nèi)排水帶、砂層等處于部分真空狀態(tài)，排出土中的水分，使土預(yù)先固結(jié)以減少地基后期沉降的一種地基處理方法。真空預(yù)壓法最早是由瑞典皇家地質(zhì)學(xué)院杰爾曼教授于1952年提出的，克杰爾曼教授還通過5組試驗(yàn)對該方法進(jìn)行了理論解釋。1957年，真空預(yù)壓法在美國機(jī)場工程加固中的應(yīng)用獲得成功。但是，由于真空度要求較高，該方法被使用得較少。真空預(yù)壓為三向加載，加載過程中不會出現(xiàn)地基失穩(wěn)問題，但是加載壓力有限，真空負(fù)壓會使土體產(chǎn)生向內(nèi)的收縮變形，一般對周邊環(huán)境的影響較大。堆載預(yù)壓為單向加載，加載過程中土體向外擠出，填筑過高或者速率過快均會發(fā)生地基失穩(wěn)。真空聯(lián)合堆載預(yù)壓法具有真空預(yù)壓（負(fù)壓）和堆載（正壓）預(yù)壓的雙重加固效果，可以大大提高加載壓力，同時減少對周邊環(huán)境影響范圍。

2 真空預(yù)壓法軟基處理施工技術(shù)

2.1 增壓法真空預(yù)壓機(jī)理和加固效果分析

空預(yù)壓法軟基處理施工技術(shù)之一是增壓法真空預(yù)壓機(jī)理和加固效果分析。為提高真空預(yù)壓法固結(jié)速率和增大沉降量，增壓法真空預(yù)壓的施工工藝：對軟基采取真空預(yù)壓的同時，在軟基中增設(shè)特殊微孔增壓管，利用空氣壓縮機(jī)充入高壓空氣對軟土進(jìn)行水平向增壓，使土體中的水分子定向流動，加速土體固結(jié)，上層土體對下層土體形成堆載相當(dāng)于真空聯(lián)合堆載。因此他認(rèn)為增壓法具有沉降大、工期短、承載力高、造價低的優(yōu)點(diǎn)。增壓法真空預(yù)壓中高壓氣體能否驅(qū)使水分子定向運(yùn)動存疑。首先軟土固結(jié)問題是在孔隙水壓差作用下實(shí)現(xiàn)孔隙水向排水截面的滲流和消散，高壓空氣分子驅(qū)動水分子運(yùn)動在軟土中是否能夠?qū)崿F(xiàn)需要通過進(jìn)一步的微觀試驗(yàn)驗(yàn)證。同時由于高壓氣體在軟土內(nèi)擴(kuò)散無法控制，無法對土體進(jìn)行側(cè)向加壓形成更高的壓載效果。原位測試中的扁鏟側(cè)脹試驗(yàn)通過氣膜的膨脹對土體側(cè)向加壓，為了給軟土施加更大的側(cè)向荷載，扁帶側(cè)脹聯(lián)合真空預(yù)壓地基處理裝置，通過在土體內(nèi)插入密閉的扁帶，然后扁帶內(nèi)充氣使之膨脹對土體側(cè)向加壓，但該工藝尚未有現(xiàn)場實(shí)際應(yīng)用。

2.2 多方法復(fù)合加固

空預(yù)壓法軟基處理施工技術(shù)之二是多方法復(fù)合加固。真空預(yù)壓是大規(guī)模軟土地基處理的主要方法之一，得到了廣泛的應(yīng)用。同時，在真空預(yù)壓的基礎(chǔ)上，開發(fā)了更多的復(fù)合加固技術(shù)和新型真空預(yù)壓技術(shù)，包括真空堆壓聯(lián)合預(yù)壓法，真空排水動態(tài)壓實(shí)聯(lián)合加固法，水下真空預(yù)壓法，低真空預(yù)壓法，三維真空預(yù)壓法，電滲-真空沉淀聯(lián)合加固法，電滲-真空沉淀-低能動態(tài)固結(jié)法，真空注氣加固法，部分真空預(yù)壓法，真空沉淀聯(lián)合沖壓法，真空預(yù)壓法-石灰穩(wěn)定聯(lián)合加固法等。

結(jié)語：近年來，我國工程行業(yè)一直在研究新的表面處理方法。雖然有些方法已經(jīng)積累了成熟的經(jīng)驗(yàn)并與相關(guān)規(guī)范相結(jié)合，但有些方法在工程實(shí)踐中還沒有得到充分的驗(yàn)證。所以，在研究和開發(fā)新的方法的同時，系統(tǒng)地總結(jié)我國高水平軟基處理技術(shù)的發(fā)展，及時總結(jié)軟基處理技術(shù)的經(jīng)驗(yàn)，指導(dǎo)我國軟基處理的發(fā)展方向也很重要。

參考文獻(xiàn)

[1] 地基處理手冊編寫委員會.地基處理手冊[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2000.

[2] 陳遠(yuǎn)洪，洪寶寧，龔道勇.真空預(yù)壓法對周圍環(huán)境影響的數(shù)值分析[J].巖土力學(xué)，2002，23（3）：382-386.

[3] 余湘娟，吳躍東，趙維炳.真空預(yù)壓法對加固區(qū)邊界影響的研究[J].水利學(xué)報，2002，39（4）：123-128.

[4] 董志良，胡利文，趙維軍，等.真空預(yù)壓對周圍環(huán)境的影響及其防護(hù)措施[J].水運(yùn)工程，2005，380（9）：96-100.