真空预压加固效果分析及施工工艺的改进方法

黄骅港综合港区通用散杂货码头工程

真空预压加固效果分析及施工工艺的改进方法

尊敬的各位领导、各位代表、同志们：

大家好！

随着改革开放的不断深入，国民经济的飞速发展特别是沿海地区的开发和港口建设发展，土地资源日益紧张，围海造陆建设项目越来越多，在节约成本、缩短工期方面吹填造陆比开山抛石填海及杂填土填海等方法具有明显优势。目前对于新吹填的软粘土进行地基处理的施工工艺主要为真空预压法。真空预压法属于排水固结法，在软基处理方面比其他加固法在工期、造价等方面具有明显优势。

下面我代表××，通过黄骅港综合港区通用散杂货码头软基处理工程实例，简要阐述真空预压施工工艺，结合卸载后各监测数据，

对本次真空预压进行加固效果分析，并简要介绍公司根据工程实践

对真空预压施工工艺进行的有效改进。

一、真空预压的发展及现状

1、随着建筑工程对地基承载力、土体性能的要求不断提高，人

们通过研究发现，使用砂石土料堆载可有效改善土体承载力，并于1943年成功应用于美国沼泽地区的路基加固，堆载预压随之发展起来，但在实践中中人们发现，堆载预压法工期长且成本较高，为解决这一问题，上个世纪50年代瑞典皇家地质学院提出了真空预压理论，这一理论的提出引起了世界各国的关注，进行了深入的研究，逐步完善了加固理论及实施方法。我国也于80年代就开始了相关试验，取得了成功，并通过了国家技术鉴定，随后便大范围开始应用。

2、国内外软土地基采用真空预压加固技术的日益增多，我国在

加固机理研究方面已建立了完善的理论体系和模型结构，理论计算与实际观测的差距越来越小；在施工工艺方面已成功解决了竖向排水通道、抽真空设备等方面的问题。目前，真空预压技术已在全国范围内推广，从最先的天津北疆港区，逐步扩展到全国各地。而加固面积从十几万平米增加到一百多万平米，单块分区面积从3000㎡增长至50000㎡。真空预压施工已经成为加固软土地基的首选工艺。

二、真空预压加固机理

1、通过采取一定的措施，在需加固的土层中产生一定真空和负压，形成压差，产生负压固结，达到预加固软土的目的。

2、真空预压通过砂垫层构成的水平排水通道与砂井、排水板构成的竖向排水通道一同组成排水体系，在真空作用下达到排水固结目的。

首先在软土地基表面先铺设砂垫层，然后埋设垂直排水管道(袋装砂井或塑料排水板)，再用不透气的封闭膜密封使其与大气隔绝，形成密闭区域，利用抽真空设备进行抽气，使其形成真空，先后在地表砂垫层及竖向排水通道内逐步形成负压，孔隙水在压差的作用下经各向排水通道排出，增加地基的有效应力, 从而使土体固结。

真空预压原理图

三、黄骅港综合港区通用散杂货码头工程真空预压施工工艺及加固效

果分析

1、施工工艺

据吹填土质的不同，共分为A、B、C和D区，其中C区采用堆载预压方案，其余三区采用“真空预压处理工艺”。以下为真空预压工艺流程即A、B、和D区工艺流程图。

1.1铺设隔离层

按设计要求，隔离层包括：铺设1层编织布（150g/m²）、2～3层荆笆、一层竹笆及1层土工布（400g/㎡），采用人工铺设，其铺设范围为所有真空预压区域。编制布采用150g/m²，土工布采用400g/㎡，采用现场双线缝合。

荆芭采用整根柳条编织，间距≯5mm。竹笆采用宽度3cm～4cm，厚度1cm左右的竹片编织，空隙间距≯3cm×3cm，现场采用人工横纵交错搭接铺设。

1.2砂垫层施工

设计要求推填0.4m厚中粗砂垫层，在隔离层铺设出一定的作业

面后随即开始砂垫层施工。现场采用小型翻斗车及人力手推车倒运，然后进行人工推填。人力铺砂采用在隔离层上搭设翘板铺道的工艺。在施工过程中，利用事先做好的测钎及时探摸砂垫层的厚度，厚度不达标区域及时补填，厚度超标区域及时摊平。

1.3排水板施工

塑料排水板采用正方形布置，间距1m，要求打设底标高▽-12.0m，露出砂垫层250mm。

塑料排水板打设是本工程的关键工序之一，目的为建立竖向排水通道。因此，施工现场必须控制好如下施工质量：

①塑料排水板打设范围、深度和间距应符合设计要求。

②打设过程中应随时注意控制套管垂直度，其偏差应≯±1.5%。

③打设塑料排水板时严禁出现扭结、断裂和撕破膜等现象。

④打设时塑料排水板回带长度不得超过500mm。

1.4真空预压

真空预压施工工艺流程

1.4.1

真空滤管采用软式透水管，管体打孔加工后外包土工织物滤水层，达到只透水气不透砂的效果。埋设前先在砂垫层上开槽，把滤管埋设于沟槽中，滤水管接好后埋入砂中20cm左右，埋好后再用砂覆盖好，覆盖密实度与砂层一致。

1.4.2密封压膜沟

密封压膜沟深度可根据现场实际情况决定，但是必须切断透水层，进入不透水（气）层以下≮1.0m。密封沟的开挖按照设计要求沿加固区边界进行，其深度应切断透水层，内外坡应平滑无砂料存在。按照设计断面进行开挖，以保证密封膜与沟底粘土充分接触，满足密封要求。

1.4.3密封膜铺设

用工厂热合一次成型。铺膜时先将膜卷成卷放在加固区场地上，将膜边踩入密封沟的粘土中，从一侧向另一侧依次展开铺设三层密封膜，铺膜时应选择无风雨的晴天进行。膜铺好后检查有无破裂口，如果有立即用小块薄膜及专用胶水补好。

1.4.4安装射流泵

泵按照约800m2/台布置，要求射流泵功率≮7.5kW，且能形成≮0.096MPa的真空压力，抽真空期间不得停泵。真空射流泵、膜上管道等外露部分应做好防腐、防锈措施。

1.4.5抽真空

①试抽气

调整各种仪器的初读数，进行开泵抽气，按照设计要求真空泵分开启1/3的泵数量随后以每天3台泵的速度增加直到开启全部真空泵，间隔3～5天。抽气时随时检查膜上是否有漏洞。

②正式抽气

当膜下真空度大于85kPa并确定72小时后，转入正式抽气。真空预压有效时间为100天左右，并满足真空预压卸载标准。

1.4.6恒载阶段的数据观测

真空恒载后，开始观测并记录沉降、孔隙水压力等监测数据，依据数据指导施工。

1.4.7标准

按实测沉降曲线推算的固结度≮85%；连续5天地表实测沉降速率≯2.0mm/d即可终止预压。

2、加固效果分析

本文通过对黄骅港综合港区通用散杂货码头软基处理D3区真空

预压全过程的监测，掌握了在施工过程中地基土的地表沉降、分层沉降、孔隙水压力的变化情况，同时结合加固前后现场取土试验及现场十字板剪切试验的结果，掌握了加固前后土体物理力学指标的变化。

通过各种仪器的监测测量结果的分析，对加过前后土性指标进行对比，确认加固效果。经过数据分析可知，本次真空预压加固效果良好，达到设计要求。

2.1表层沉降