真空——堆载联合预压施工

真空——堆载联合预压施工
一．概况
1.地理环境：
预压区位于松江区松浦大桥东首，叶榭塘水利枢纽工程、节制闸、套闸之间管理区中心人工岛。

该区域原为农田藕塘，地势低，水位高，东侧靠叶榭塘河道，西侧距套闸结构边域14米。

施工正处在高水位季节的4~6月。

2.工程结构：
真空——堆载联合预压总面积为4650M2，高填土土方高程为8.7M，承载力在施工后达140Kpa，固结度达85%，塑料排水板施工设计插入深度为13M，间距1.5M，堆载高度为3M。

3.工程地质资料：
二．方案设计
1．真空——堆载联合地基处理总体要求：本工程中高填土土方部分，面积为4650M2，膜下真空密度应稳定在600MMHg柱
以上，受压土层的平均固结度大于85%，地基处理后各土层
的地基承载力标准值不小于140Kpa。

2．真空——堆载联合地基处理基本原理及加固效果的理论：本方法将不透气的薄膜铺设在需要加固的软基表石砂垫层上，
借助射流泵和埋设在垫层中的管道，将膜下土体间的空气抽
出，形成真空，使土体排水而压密，如图所示：
图2真空抽吸示意
铺膜前，大气压力P2作用于空隙水上，对土体进行压密。

铺膜后，Pа作用于膜上、膜下，由于抽气产生真空压力Po，使膜下压力降至Pv(Pv=P2-Po),膜内外压力差P2-Pv，使膜贴垫后，也由于土体与
垫层和砂井见或塑料排水管间的压差，发生渗流，使空隙水压力降低，有效应力增加，土体固结，强度增长。

该法的实质是在总原里基本不变的情况下，孔隙水压力降低，有效应力增加。

三．塑料排水板施工：
该区域农田藕塘地面平均高程为2.6M，表面土质柔软，地下水位高，将强压区5000M2表层土置换处理，坪整至2.8M高程，沿强压区外边开挖排水沟，四角布设集水井排水。

铺设下层砂砾垫层20CM厚，砂砾石船停叶榭塘河，人工卸船，由东向西南北推进、摊铺、平整。

塑料排水板的施工定位，区域内设置了二个未用测设平光，确定中心抽域和压域边界的主要控制点，采用钢尺实地丈量桩位放样。

根据选择SPB-1B型4.5MM，C型粘合式塑料排水板，抽入的深度和质量考虑，采用BY2-1型履带式锸板桩施工。

然后铺设50CM，黄砂。

四．真空预压施工：
在砂垫层内埋设滤管，主管φ82MM，滤管φ55MM。

射流泵每台控制1000M2的真空预压区。

安装真空射流泵五台，且在加固区采用机械或人工开挖沟槽、摊铺薄膜层、回填粘土，使薄膜四周严密埋入土中，保证气密性。

膜下管道伸出薄膜与射流泵相连，进行抽气。

当真空度稳定后，再将所需的堆载力加上，并继续抽气。

如真空预压区附近有水源，可在水源与真空预压区之间加设一排轻型降水井点，以阻隔水源通流。

真空预压施工期间，以一定间距设置沉降观测点，
通过导线与专用观测仪器连接，可直接反映沉降情况。

本工程设计沉降值预计在121CM左右，实际达到92CM时所获得的土体固结度和承载力已经达到设计要求，沉降量以真空预压区中部为最大，逐渐向四周减小。

五．堆载预压施工：
真空预压沉降数据显示稳定10天后，为保证和保护密封膜的气密性，在真空预压加固区上铺设一层土工布，土工布上铺设20CM中细砂。

早砂层上直接进行堆载，本次堆载高为3M，结合本工程填土需要卸载，采取挖掘机，轻型堆土机摊平、碾压。

六．防范措施：
由于加固区域的东侧为一条老河道，河道水位标高为+3.0M，河道低标高为-1.5M，为确保管理区高填土土方区域真空预压—堆载联合加固的效果，以防止高填土在加固过程中，老河的水渗漏到西侧的加固区域内，本次采用老河道与加固区域之间设一排轻型井点，从而达到将老河道与加固区域切割开来。

轻型井点管理设计深度为6M，井点管理设标高为-2.0~-2.5M，沿河长180M，轻型井点在真空预压施工前埋设完毕。

随时检查真空预压范围内的塑料薄膜，如发现有破损，立即进行覆盖，以保证薄膜下的真空值保持稳定。

七．监测、检测：
加固区域地面表层，观测点采用沉降板，沉降板，由底板和金属测杆垂直焊接而成，定期对观测基准点进行联测。

静力触探检测在每个钻探孔旁进行静力触探检测、深度达到泥面以下24M，通过带孔压的触探（CPTV）试验分析的渗透，固结性能，使土层判别更加明确。

八．监测、检测成果及分析：
1．监测成果及分析：各测点沉降随时间变化，从垂直位移观测资料分析，真空—堆载预压区的场地中部固结沉降较其四周
大，加固效果相对较好，其原因是场地中央能很好地保持一
定的真空度，使真空的作用很好发挥，另外由于真空膜上堆
载有3M的土，在此情况下，其中心位置的沉降是为486MM，
略大于理论计算值（400MM），实测沉降与理论计算基本相
符。

2．检测成果及分析：在叶榭塘水利枢纽工程高填土台加固区域内共建30个孔静力触探检测（其中加固前15个孔，加固后
15个孔），检测深度深度为15M，从静力触探资料分析，经
加固，在检测深度为15M范围内，地基承载力得到不同程度
的提高，尤其在表面地基土强度增长较大。

经数据整理，地
基承载力＞140Kpa。

九．小结：
通过几个月时间施工和现场监测、检测工作和所实测的资料分析。

本工程地基采用真空预压联合堆载预压加固方案较理想，加固后的各项检测指标都比加固前有不同程度的提高。

加固区域内平均累计沉降量为486MM，实测沉降能与理论计算
基本相符。

在施工开始后的70天左右逐步达到稳定，整个加固的沉降结果中间大于四周，符合真空—堆载的一般情况。

地基加固后，静力触探检测结果经计算地基承载力大于140Kpa。

从十字板现场剪切（加固前，后对比）曲线及Cu值对比分析证明，地基土的抗剪强度增长幅度与静力探测得到数据大致相同，加固效果比较理想，水利工程上的应用是成功的，真空—堆载联合预压必须完成在结构施工前，避免真空—堆载联合预压施工期的土体沉降，影响结构施工。

真空预压施工技术自上世纪80年代以来在我国开始广泛运用，但在上海地区的施工领域并不开阔，多集中在码头、场地及建筑行业进行试验性使用。

由于上海软土地基的特点，这一工艺有着较为光明的前景，但由于上海自±0.00M左右以下大多为淤泥质黏土，透水性较差，真空预压的施工周期长和成本相对较高也成为我们必须面对的一个难题。

本工程的真空预压首次在水利工程上使用，且由我市政二公司直接管理，对我们在地基加固的施工上在增加一项新技术起到了非常积极的作用，也是我们难得的积累施工和管理经验的好机会。

作者：谢辉
2004.9。