谈浅层真空预压在软基处理中的应用

谈浅层真空预压在软基处理中的应用【摘要】浅层真空预压是一种新型的处理工艺，突破了传统真空预压工艺在现实应用中的局限性，把真空预压的应用范围进一步拓宽，其在经济效益、工期方面也有突出优势，同时本文对浅层真空预压的应用范围和加固效果进行了深入分析和探讨。

【关键词】浅层真空预压；软基处理；效果分析

0.引言

随着国民经济的快速发展，土地的需求量越来越大，特别是一些沿海地区，土地显得更加紧张，为了经济的发展，只能向大海要地，因此，近几年各大沿海城市出现了大面积的围海造陆。围海造陆的方法主要是将疏浚航道的淤积软土通过吹填形成陆域，而新吹填形成的陆域地基大部分是淤泥和淤泥质土，呈流塑状态，具有很高的含水量和很低的强度，需要进行加固处理。通过吹填淤泥质土来造陆，由于刚吹填的土质含水率极高，都在100%以上，表层几乎没有承载力，机械设备很难进入这样的超软场区进行铺设砂垫层和插打塑料排水板施工，因此传统的真空预压在短期内根本无法进行。对于这种场地要么先放置较长时间，等表层晾晒后再进行施工；要么铺设大量的垫层材料后再组织机械设备进场。对于前一种方法来讲，项目投资的时间不允许；对后一种方法来讲，垫层材料的花费大，而且对后续工序的影响较大，质量难以保证。

能否用较短的时间和较少的花费，对新吹填形成的淤泥和淤泥质土的表层（4m深左右）进行处理，以形成一个较硬的表层，满足

机械设备进行铺设砂垫层和插打塑料排水板施工，进行地基处理施工。在此背景下浅层真空预压处理就应运而生，在软基处理前期起到了非常重要的作用，将整个施工周期缩短了一年左右，为后期施工争取了时间，加快了整个围海造陆工程的进程。在天津临港工业区自2008年开始大面积采用浅层真空预压处理，并在实践中不断完善和改进施工工艺，使浅层真空预压处理工艺在天津临港工业区的应用的非常成熟。

1.浅层真空预压施工工艺

1.1适用范围

浅层真空预压处理适用于刚吹填的处于流塑状的土，土质含水率高，承载力极低，传统真空预压工艺无法实施而又急需用地的工程，采用浅层真空预压处理为后续深层真空预压施工提供一个工作面，机械设备可以进行后续施工。

1.2浅层真空预压加固原理

浅层真空预压采用了直排式真空预压的机理，靠人工插设短的塑料排水板（一般为4m左右），形成竖向排水通道，布设水平排水通道和真空系统后，抽真空的时间一般要求较短，试抽气15天，正式抽气30天。等表层承载力能满足“深层真空预压”的施工机械进场要求后，即可进行后续工序的施工。它的主要技术源自于深层真空预压，但又有自己的特点。

1.3浅层真空预压处理施工工艺流程

（1）插设排水短板

①施工工艺流程

测量定位→桩位放线→人工插打→剪断排水板→检查并记录打设情况→下一板位

②浅层真空预压处理塑料排水板间距为0.8m，正方形布置，每根排水板总长约4.6m，其中入土4.0m，外露0.6m。

排水板插设施工前先按照间距0.80m进行桩位测放，并将测放的桩位下已经铺设的土工布、编织布平行水平滤管网割开12cm左右，形成排水板插设通道。

人工持铲板对准排水板段距末端10cm（不大于15cm）左右的位置，将排水板送入插设通道，下插至泥面以上排水板长度剩余

0.55～0. 6m提起铲板，完成一根排水板的插设。

（2）布设水平排水管路

滤管采用软式塑料透水管，外裹排水滤膜，起隔泥排水作用。滤管沿场地长边纵向布置，间距1.6m；每根滤管置于两排排水板之间，并绑接于滤管上，即两排排水板共同绑接于一条滤管上。

由于浅层抽真空过程中的真空压力较大，滤管所处的周边环境影响，抽真空过程中可能出现扁管现象，故采用￠40mm滤管。

（3）布设抽真空系统，表层快速抽真空

真空泵按约每1200平米布设一台真空泵，要求先分3批循环开启真空泵，每批只开启1/3的泵数量，每批持续时间为5天，再开启全部真空泵，然后实施浅层真空预压处理。正式抽气期间要求膜下真空度不小于60kpa，有效抽真空时间为30天。

（4）卸载标准

浅层真空预压在保证开泵率90%以上，且抽气天数超过45天，基本上就可以满足后续施工需要，就可以进行卸载。

2.工程实例

2.1 项目概况

本文以临港工业区t5区二标段真空预压工程为例进行浅层真空预压施工的探讨，该项目共分12个小区，每个区的面积约3万平米，总处理面积34万平米。主要施工工艺采用“浅层真空预压与深层真空预压联合处理”，设计指标为膜下真空度不小于60kpa，竖向排水通道采用塑料排水板，插入淤泥4.5m，间距0.8m，露出地表0.6m，正方形布置。

2.2 地质条件

土质为刚吹填完不久的淤泥，含水率均超过120%，呈流塑状，无承载力，工期要求为80天完成浅层处理施工，使土质能够满足后续深层真空预压施工。

2.3加固效果分析

（1）地表沉降

在加固区域布置了多组沉降标，在整个抽气过程中对其进行了观测统计，从检测数据来看，在试抽气阶段（0～15天）沉降数据较小，沉降速率在8mm/d～14mm/d，累计沉降为120mm～210mm；正式抽气阶段沉降速率较大，其中16天～35天沉降速率最大，后期36天～45天沉降速率逐渐降低，正式抽气阶段的沉降速率在

13mm/d～20mm/d，累计沉降为390mm～600mm。详见地表沉降曲线。

（2）孔隙水压力

在真空荷载作用下，土体中的总应力不变，随着孔隙水压力的逐渐消散，土体的有效应力增加，土体固结，强度提高。真空预压区各土层的物理性质、排水通道的畅通与否、真空压力大小等诸多因素影响着孔隙水压力的消散程度。

每个分区埋设1组孔隙水压力计，在试抽气期间，孔压曲线斜率较小；达到设计要求静载期间，曲线斜率先增大，后逐渐减小，并趋于平缓，符合一般规律。

（3）十字板抗剪强度

在对刚吹填完成的淤泥区域进行十字板试验时发现这时的土质不能承受十字板仪器的重量，发生十字板杆自沉现象。进行浅层真空预压处理后土质的承载力有了较大提高，能够满足深层处理阶段的施工作业：吹填粉砂和深层打设排水板。加固后土质十字板抗剪强度提高情况详见下表：

3.结语

浅层真空预压是一种新型施工工艺，目前在天津地区、黄骅港地区得到大面积推广使用，其在实际使用过程中产生了较大的经济意义，同时也开辟了软基处理新篇章。其主要优势有以下几点：（1）缩短项目投资的时间

对新吹填形成的淤泥和淤泥质土来说，采用浅层真空预压处理后（不用放置较长时间来等待浅表层晾晒），能迅速组织机械设备