真空预压法在建筑工程软基处理中的应用.doc

1、真空预压法在建筑工程软基处理中的应用摘 要： 真空预压属于排水固结法的一种高真空击密法，是一种快速加固地基的新技术，近年来被用于软土地区的地基处理。真空预压法适用于建筑工程超软地基的加固，特别不良基础施工的填土同时也适用于饱和均质黏性土及含薄层砂夹层的黏性土，但不适用于无法堆载的倾斜地面和施工场地狭窄等场合和在加固范围内有足够水源补给的透水土层。其工作原理是使土体中的孔隙水流入砂井并被排出以达到固结的目的。 关键词： 建筑工程；真空预压；固结；软基处理 中图分类号： TB 文献标识码： A 文章编号： 16723198（2013）06018301 1 引言 真空预压属于排水固结法的一种，真空预

2、压系统由抽真空系统和排水排气系统两部分组成，施工时首先在原地基表面铺垫一定厚度的砂垫层将不透气的薄膜铺设在砂垫层顶面上薄膜四周埋入不透水土中再在土体中打人塑料排水板、袋装砂井或砂井作为竖直排水体，将薄膜下砂垫层中的空气抽出借埋设于砂垫层中的管道使其形成相对负压，由于砂井渗透性较大在砂井和砂井周围土体之间形成孔压差，该负压能够快速传递到砂井深部从而使土体中的孔隙水流入砂井并被排出达到固结的目的。2 真空预压法的设计技术指标控制 真空预压法加固软土地基符合有效应力原理。真空预压的设计内容主要包括竖向排水体的尺寸、工艺设计、密封膜内的真空度、加固后的沉降以及加固土层平均固结度等技术指标。 （1）膜内

3、真空度。根据工程经验加固土层平均固结度真空预压效果和密封膜内真空度大小有关，膜内最低设计真空度不应低于 650 mmHg 当采用合理的工艺和设备时，若工期许可设计要求达到的平均固结度一般不低于 80%也可根据实际适当提高。 （2）真空预压的面积。真空预压的效果与良好的气密性有关预压面积与周边长度之比也越大预压面积越大气密性就越好，一般真空的边缘应比建筑基础外缘超出不小于 300mm 真空预压的面积不得小于基础外缘所包围的面积。 （3）竖向排水体。设计时若不能满足要求则可缩小井距或延长工期可先假定井距再计算地基固结度，真空预压法的竖向排水系统可采用塑料排水板、袋装砂井以及普通砂井。袋装砂井井距一

4、般为砂井直径的1530 倍其直径为 712cm。砂井深度主要根据土层的分布、地基中附加应力大小、施工期限和条件及地基稳定性等因素确定，一般为 1025 m。砂井的布置范围一般可由基础的轮廓线向外延伸 2.4 m。砂料宜选用中粗砂，其含泥量不能超过 3%。抽真空所需时间长短与土质条件和竖向排水体的间距有关。 3 真空预压法软基处理施工工艺控制 （1）施工预压区划分。每块真空预压面积越大越好，但如果受场地条件或施工能力限制可以采取将其划分成几个预压区域，分期预压时建筑边线距预压区有效边线可取 200400mm 或更大些应确保每个建筑物位于一块预压区内，满足建筑工程施工工期要求加固面积一般以5000

5、100000m2 为宜应避免两块预压区分界区域的加固效果差异而导致建筑物发生不均匀沉陷以及两块预压区的分界线横过建筑物。 （2）施工机具设备和材料。真空预压设备由真空泵和配套设备组成。真空泵的设置应根据工程经验、真空泵效率以及预压面积大小确定宜用射流真空泵，真空装置每块预压区宜设不少于两台真空泵配套设备有集水罐、密封薄膜、真空滤水管、阀门、真空表、真空管、止回阀等数量应以始终保持密封膜内高真空度为原则，真空滤水管采用钢管或塑料管材，应能承受足够的径向压力而不变形。滤水管上梅花形布置滤水孔，孔径一般为 810 mm，孔间距 50 mm；管上缠绕直径 3 mm 的铁丝，外包尼龙窗纱布一层，最外面再

6、包一层渗透性好的编织布或土工纤维或棕皮。密封膜常用聚氯乙烯薄膜作为密封膜应采用抗抗穿刺能力强、韧性好以及抗老化性能好的不透气材料。密封膜热合时宜用两条热合缝的平搭接，搭接长度应大于 1.5 mm。密封膜一般要求每边大于预压区相应边200400mm 面积要大于预压场地面积，每层膜铺好后应检查和粘补漏处料膜一般宜铺设 23 层才能保证整个预压过程中的密实性。 （3）埋设滤管。在砂垫层中埋设水平分布的滤管，滤管一般采用条形或鱼刺形布置，铺设距离要适当，使真空度在整个预压区内分布均匀，在滤管上部应有 100 200 mm 厚的砂覆盖层，防止滤水管上尖利物体刺破密封膜。在铺设滤水管时，滤水管之间要连接牢

7、固，选用合适的滤水层且包裹严实，避免抽气后进入射流装置。 （4）铺设密封膜。在砂垫层上铺设密封薄膜，为确保薄膜的密封性一般采用将膜的四周密封按先后顺序同时铺设 3 层聚氯乙烯薄膜。一般膜的四周密封方法是开挖深 0.80.9 m 的沟槽在离基坑线外缘 200mm，将薄膜的周边放入沟槽内要求气密性好采用板桩覆水或密封不漏气用黏土或粉质黏土回填压实。经验证明既保证薄膜的密封性又减缓薄膜的老化膜上全面覆水较好，薄膜周边的几种密封方膜适用于地基土颗粒细密、含水量较大、地下水位浅的地区采用一般作为辅助密封措施采用适用于密封膜和密封沟发生漏气现象时，膜上沟内同时覆水、封闭式板桩墙内覆水和封闭式板桩墙。 （5

8、）质量控制措施。当处理区内有充足水源补给的透水层时作为检验和评价预压效果的依据若发现异常随时分析应及时采取措施以免影响最终加固效果，应采取封闭式板桩墙加沟内覆水或其他密封措施隔断透水层，当面积较大时掌握变化情况宜分区预压应做好真空度、水平位移、地 下水位、孔隙水压力和地面沉降量的现场测试工作区与区 间隔距离以 200600mm 为宜，膜下真空度能反映整个场 地受荷的大小和均匀度真空度观测包括真空管内真空度、膜下真空度和真空装置的工作状态等三方面内容，膜下，每个测头监控的预压面积为 10003000m2 真空度测头要求分布均匀。边界内外适当加密各沉降标之间距离一般为 20003000mm 真空预

9、压工程地面沉降标应在场内有规律地设置，沉降可用磁环或沉降观测仪进行检测。实测沉降速率不大于 2 mm/d 预压的沉降稳定标准为连续 5d，根据测点孔隙水压力时间变化曲线可推算不同时间的固结度以及强度增长计算土的固结系数。目前常用钢弦式孔隙水压力计和双管式孔隙水压力计观测孔隙水压力根据真空荷载下不同时间的固结度可以推算加荷预压期间地基的沉降量推算地基土强度的增长以确定预压的期限。真空预压工程需在场内设置若干个测孔。测点布置应沿孔深每隔 12 m 设置一点，且不同土层应设置测点，测孔的深度应大于待加固地基的深度。真空预压结束后，应清除砂槽和腐殖土层，避免在地基内形成水平渗水通道，冬季施工时应避免过

10、长时间停泵，否则，膜内、外管路会发生冰冻而堵塞应对薄膜、管道、水泵、阀门及真空表等采取常规保温措施。冬季抽气塑料膜下料时，应根据不同季节预留塑料膜伸缩量；高温季节热合时每幅塑料膜的应力应基本相同密封膜加工完毕后应堆放在阴凉通风处；堆放时在塑料膜之间适当撒放滑石粉；为了防止互相粘连堆放的时间不能过长，膜上覆水一般应在抽气后膜内真空度达 650 mmHg，时间一般为 710 d 确认密封系统不存在问题方可进行，卸载。真空预压可根据沉降速率和地基平均固结度来确定卸载时机。 （6）经常检查各项记录，发现异常现象，应尽快分析原因并采取措施补救。 4 结束语 建筑工程施工中采用真空预压法加固 20m 厚软

11、黏土地基的施工工艺及质量控制过程中。塑料排水板起到增加土体中竖向排水通道的作用真空压力的实施和传递主要由两部分组成，竖向塑料排水板和水平向铺设的波纹管可同时起到传递真空压力和集水的作用。80kPa 的真空压力可达到地面以下 20m 处。对于非常软的软黏土地基，采用堆载预压法很难施工，100d 固结度可达到 90%以上真空预压加固法是行之有效的地基处理方法经处理后的地基承载力可达 80kPa 以上观测的地面沉降接近 1m，土体在 80kPa 真空压力的作用下，在真空压力的作用下加固区土体发生向内侧加固区的水平向变形，当采用真空预压法加固软土地基时地面出现明显开裂这种较大的侧向位移必须引起足够的重视如在加固区附近有建筑物或道路。 参考文献 1 程艳青，张义吉，软土路基处理中高真空击密法的应用研究J.水利建设与管理，2012， （10）：1315.