试析真空联合堆载预压法在软基处理工程中的应用

试析真空联合堆载预压法在软基处理工程中的应用
摘要：软地基处理是一项在建设工程中重要的工作，软基处理水平的高低对整
个建筑工程质量、安全起着很大的影响，采取相应的处理方法，提高软地基处理
水平，是施工企业应该注意的内容。

真空联合堆载预压法是软基处理的一种常用
方法。

本文对其在软基处理中的应用进行了研究。

关键词：真空联合堆载预压法；软基处理；应用
引言：因我国复杂的地质条件，软土地基是经常遇到的问题，如果处理不当，软土地基的承载力、稳定性难以满足工程要求，使工程沉降和倾斜、塌陷等问题。

真空联合堆载预压法能有效缩短施工周期，提高沉降控制效果，特别是大面积应
用软基处理，加强其在实践中的应用研究，具有重要意义。

一、真空联合堆载预压法概述
真空联合堆载预压法是基于真空预压法和堆预压的方法，其中，真空预压法
的加固原理是使用真空泵，气体从薄膜下地基中提取的，形成了一个真空，外荷
载保持不变的情况下，让得地基中出现负压，从而降低孔隙水压力,提高有效应力。

堆载预压法加固机理是垂直排水板和砂垫层的基础上，对软基砂垫堆载增加总应
力和孔隙水压力作用下的系统只有通过排斥、孔隙水压力可以转化为土壤有效应力,提高软土地基的强度。

真空联合堆载预压固结系统、压力系统主要由两部分组成。

其中，压力的系统包括负载压力和真空压力，通过结合两种方式的压力，缩
短所需的时间达到一定压力的效果，缩短工期的同时，避免堆栈材料不足的缺点。

在真空联合堆载预压方法的应用中，其应用过程首先是真空抽提，使砂垫层
形成负压，土体内部存在压差，土体初步得到加固。

同时又在堆载的水平层理进行，通过增加外部负载，提高土壤孔隙水压力，孔隙水压力的增加会排出消散在
真空压力作用下，增加了压力梯度，进一步压密土壤，有更好的整合效果。

二、真空预压与堆载预压的加固处理
1、堆载预压的加固处理
堆载预压法以土料、块石等为荷载，对加固软土地基进行预压。

为了缩短加
固时间，加速固结过程，在地基上设置了一定深度的塑料排水板。

在桩荷载作用下，软基产生正的超静水压力。

一段时间后，超静水压力逐渐消散，土壤中的有
效应力不断增加，地基可以得到加固，导致竖向变形，强度也得到了提高。

2、真空预压的加固处理
采用真空预压法加固软土地基，在需要加固基础上铺设砂垫层，先起到塑料
排水板的作用，塑料排水板的作用为：1)作为垂直排水通道，加速土壤的固结，
降低排水距离；2)通过真空，深层土壤通过塑料排水板试着添加“预压荷载”，后
通过安装设备和真空密封膜增强土壤中形成消极的静水压力，使孔隙水从排水隧
道排放，土壤中孔隙水压力降低，有效应力逐渐增加，逐渐巩固的基础。

3、两种加固方法的比较
（1）真空预压法利用大气进行加固，不需要大量的预压材料，但由于有效应力的最大增加，土壤的最大有效应力为95kPa。

在堆载预压法中，土强化后形成
的有效应力与上半部分施加的荷载有关。

（2）在真空预压法中，孔隙水压力减小，土体不产生剪切变形，但只有收缩变形，只有侧向收缩。

抗剪强度的增加不会伴随剪切应力的增加，也不会导致加
固后土体的抗剪强度降低和高密度。

但在堆载预压处理过程中会发生侧向挤压变
形，加固后土体的密实度较低。

（3）当真空预压加强时，一次施加是“荷载”，加载快。

在加固过程中不需要
担心地基的不稳定性，提高了土体的渗透性，加快了加固过程。

堆载预压处理中，加载速度需要控制，固结过程缓慢。

结合两种处理方法的优缺点，利用真空预压法可以克服真空_堆载真空预压法
的缺点缺乏“负载”的基础上，使用的真空预压堆载应用负载，增加总压力，提高
软土的孔隙水压力，从而提高软土和塑料排水板的孔隙水压力，同时增加加固深度，减少施工后沉降，提高排水固结速度。

三、真空联合堆载预压法在软基处理中的应用要点
以软土地基为例，其表层为浮淤，属于滞洪区。

处理的宽度和深度分别为23米、18~21米，软土处理面积较大。

同时，由于工程对沉降控制要求较高，工期
较紧，软基处理需要采用真空联合预压法。

具体的应用点包括以下几个方面。

3.1填筑工作面的要点
由于淤泥软地面，容易造成施工机械沉降。

因此，软基处理时，首先需要填
筑工作面的软基，铺设2层竹笆，然后将一层土工格栅，最后粗砂填充，填筑厚
度需要填筑面高于水面0.5米。

3.2排水系统施工要点
水平排水和排水系统有两个部分的垂直排水。

其中，水平排水方法铺设砂垫层，砾石是砂垫层应具有硬的特点，密集的和强大的渗透性和泥沙含量应该在5%，渗透系数应该超过0.01厘米/秒，50厘米厚度为宜。

垂直排水通过塑料排水板的使用，可以发挥作用的土壤垂直排水，排水板需
要的深度取决于软土地层的厚度，这个工程的目的，带排水的深度以20米为宜，排水板类型、间距需要综合土壤渗透性、建设工期整合和强化效应因素选择、使
用三角形布置方式。

3.3真空预压施工要点
真空预压主要是密封膜的施工，其技术要求如下：单位面积的重量应大于
120g/m2；双向拉伸强度应大于13kn/m，双向延伸率应小于30%。

渗透率系数应
大于0.003cm/s，膜下真空应大于85kPa。

在密封膜施工中，应采取以下措施确保施工质量，避免密封膜破裂或泄漏：首先，施工前应检查密封沟和垫层，清除可能损坏密封膜的物体，如树枝、
草根和石头。

其次，密封膜的铺设长度需要考虑地基沉降变形的影响，以留下足够的剩余，避免密封膜开裂。

第三，在封口膜铺设过程中，操作人员需要穿软底或赤脚的鞋子，并随铺随压，避免风卷卷、撕破封口膜。

第四，密封膜铺设完毕后，应进行真空测试，检查是否有漏气。

封口膜如有
破损，应由封口膜粘贴修复。

3.4堆载预压施工要点
堆载预压通常在真空预压完成10-15天后进行。

此时膜下真空已达到相应要求，且相对稳定。

堆载预压的施工方法为：
首先，在密封膜上铺设宽幅聚酯长丝无纺针刺的土工布，起到保护密封膜。

土工织物的厚度应大于2.2mm，撕裂强度应大于0.42kn。

其次，在土工布上，摊铺砂垫层，采取人工铺设的方法砂垫层厚度为30cm。

然后，依次铺设土工格栅、碎石垫层等，通过对1米细粒土进行机械铺设，然后
按照路基填筑路基路基填筑压实方法，达到预加载高度。

第三，在整个加载过程中，加载速度要严格控制，垂直变形和水平位移分别
控制在20mm/d和4mm/d以内。

3.5卸载施工要点
预压卸载，在施工中需要根据实际实测得到沉降曲线，计算地基土地固结程度，固结程度大于85%，对于连续10d的地面沉降率平均小于2mm/d，才可以消除预压荷载。

3.6施工期观测要点
整个施工周期不足，需要连续观察预加载相关的参数，主要观察的内容预压后，土壤的参数变化，包括孔隙压力值和真空压力值、水平位移量、地面沉降值
和深层沉降值等。

其中，真空压力的观测频率是1次/2~4小时。

沉降观测采用计
时的方法，指定人员观察，铺膜前观察到频率的1次/2天，抽真空前10天内，
观测频率为1次/1天，堆栈观测频率的1次/2天时，每层填筑都需要观察1次。

四、真空联合堆载预压法在软基处理中的应用效果
4.1沉降与固结度结果
通过对软基处理前后沉降的比较，可以计算软基的固结程度，确定真空联合
预压法对软基的固结效果。

在某工程中，地表沉降量和固结程度分别为
1595~1730mm和92.2%，加固效果显著。

剩余沉降值为135mm，小于150mm，
符合要求。

4.2土质变化情况分析
在加固前后，分别取软土地基的钻探取样，通过室内分析，确定软地基土条
件下，土壤的具体参数表明，真空联合堆载预压法处理软基处理后的含水率和孔
隙比都显著降低，压缩模量、粘聚力、内摩擦角显著增加，土壤物理性质变化大，加固效果明显。

结束语
综上所述，真空联合堆载预压法是改善软基的一种非常有效的方法，不仅能
起到良好的加固软土地基的作用，而且能大大缩短施工周期，具有更突出的优点。

因此，加强对真空联合堆载预压法的研究，并将其应用于软基处理，对于提高工
程施工质量，保证工程工期具有重要意义。

参考文献
[1]姚剑.真空联合堆载预压法在软基处理中的应用.北方交通，2015.09.
[2]燕惠鹏.真空联合堆载预压法在工程建设中的应用.天津大学，2016.04.
[3]宋文胜.真空联合堆载预压法在公路软基中的应用与研究.天津大学，2016.10.
[4]赵建社.真空堆载联合预压加固软基的原理及特点.广西交通科技，2012.03.。