1、解析真空预压法在吹填土软基工程中的应用摘要：近年来，随着我国社会主义现代化建设事业的不断进步和城市化进程的不断加快，城市建设取得了令人瞩目的成绩。特别是在我国一些东部沿海地区，经常采取大面积围海造陆的形式来解决土地资源匮乏问题，获得更大的发展空间。但是，围海造陆形成的地区经常是一些淤泥场，承载力较小，需要经过处理后才可以利用。下面本文简要对真空预压法和吹填土软基的特点进行说明，解析真空预压法在吹填土软基工程中的应用。 关键词：真空预压法；吹填土；应用；施工工艺 中图分类号： TB7 文献标识码： A 前言 真空预压加固软土地基工程实施方案的设计，要充分对吹填地区的吹填土的土质进行详细的分析。其
2、中，包括土质的组成、含淤泥粉质的多少、含水量的高低以及吹填土的强度等问题。工程设计时，要综合考虑到需要吹填的软土地基的面积大小、地基吹填的强度大小、加固工程的实施对周围环境影响的大小。在施工期中，路堤的填筑会受雨季影响的多少以及如何平和工期与投资间的矛盾等各方面的问题。同时，在真空预压加固软土地基的设计中，一定要消除地基的沉降问题。提高地基的稳定性，满足后续工程建设的需要。 一、真空预压的作用原理 简单来说，用大气中的压力来充当预压载荷的一种排水固结的预压方法叫做真空预压法。具体是在需要进行软土地基加固的区域上，分别在竖向打设排水体，在横向铺设排水的垫砂层。在上面覆盖两层到三层的不具有透气性质
3、的薄膜，并在四周进行埋土处理，保证薄膜的密封性；然后通过真空泵的作用，抽出密闭空间的水与气，形成负压的作用，在薄膜与土地直接形成一个真空的负压介面；最后通过埋在砂垫层中的吸水的管路，将地基中的孔隙水和气抽出，使地基的软土在排水和气之后固结起来。在真空的预压过程中，由于真空负压的作用，软土中孔隙水的压力在不断地降低。同时效应力不断增加，孔隙水不断渗流，使软土固结压缩，强度增加。由于在真空负压的作用下，地基内各个方向上有效应力的增加是相等的。因此地基在竖向沉降压缩的同时，侧向也会产生向内的收缩位移，保证了地基在预压过程中的稳定性。 二、吹填土特性 吹填土由海相淤泥经吹填机械吹至场区内重新淤积、沉淀
4、，土体性质在场地范围内分布极不均匀，工程特性可归纳为以下几点:( 1) 弱渗透性。吹填土的透水性很低，渗透系数一般在 10 11 10 9m / s 之间，甚至低至 10 12m / s，地基固结需要较长时间。( 2) 天然含水量高、孔隙比大、具有高饱和性。吹填土的含水量高达 80%以上，新近吹填的场地甚至可以达到 200%左右。( 3) 高压缩性和低抗剪强度。吹填土的压缩系数 a1 2 一般在 0. 5MPa 1 2. 0MPa 1 之间，最大可达到 4. 5MPa 1。( 4) 结构性不稳定。吹填土是泥浆通过水力管道输送后靠自重沉积形成的，呈松软状态，结构性强，扰动后强度很低或完全丧失。
5、三、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。 （）膜内真空度。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当采用合理的工艺和设备时，设计要求达到的平均固结度一般不低于。 （）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真空预压的面积不得小于基础外缘所包围的面积。 （）竖向排水体。设计时若不能满足要求则可
6、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。袋装砂井井距一般为砂井直径的倍其直径为。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。砂井的布置范围一般可由基础的轮廓线向外延伸。砂料宜选用中粗砂，其含泥量不能超过。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。 四、真空空预压法施工工艺 真空预压法的主要施工工序过程是：先对需要加固的软土地基进行平整，铺设砂垫层。对于软土地基的场地，在工程施工前，通过埋设监控的仪器进行相应的勘探工作。勘探工作完成后，需要先打设竖向排水体，对密封的
7、墙体进行粘性土柔性的施工；然后铺设水平滤管，安装真空泵；接下来要对土工布、膜进行铺设，对密封沟进行挖掘和回填处理。连接抽气管道和真空泵后，抽取真空和软基进行相关的监测工作，将真空抽至设计所要求的天数；最后进行效果检测，卸除真空荷载。由于真空预压法处理软土地基的关键在于真空度的有效传递和稳定维持，因此在施工过程中应该注意这样几个方面。 1. 竖向排水体施工工艺 真空度是通过打设在地基里面的竖向排水体向下以及向土体中传递，因此竖向排水体的施工工艺直接影响着真空预压施工的效果。在实际工程中，经常使用的竖向排水体的形式有普通砂井、袋装砂井、塑料排水板等。另外，在向砂袋中灌砂时，砂袋的砂最好采用干砂，并
8、且灌制要密实。 2. 水平排水体施工工艺 在选择垫层的材料时，一般要选择级配良好的中粗砂。含泥量要3%，因为它透水性较其它的材料要好的多。同时在施工中要注意，垫层所采用的平面设计尺寸和厚度要符合设计中的要求，要符合误差要求。同时，不能够出现连接处被杂物堵塞或隔断等现象。不可以随便将杂物与泥土混入到垫层中，堵塞滤管。至于真空预压垫层，其面层 4cm 厚度范围内不得有带棱角的硬物。 3. 水平滤管的布设 水平滤管分为主、支两个管，分别有钢管和 PVC 管 2 种材料，布置形式比较多样化，常见的有条形、鱼刺形等。在布设水平滤管时，我们可以跟加固场地的大小和形状的具体情况，设计如何排列管道。但无论如何
9、排列，最终的目的是保证整个真空负压的过程能够快速而均匀顺畅地进行。并保证就算出现个别的泵损坏停机，也不会影响整个真空度。 4. 塑料土工布、膜的铺设 在真空预压的工程施工中，一般要采用专用的密封膜。该密封膜要具有密封性好、柔韧性好的特点。同时，要具有良好的抵抗老化和防止刺穿的能力。它在使用中的参考指标为：密封膜的厚度要大于 0.14mm；抗拉的强度要大于 100N/cm；延伸率在纵向要大于等于 250%；同时渗透系数要满足小于 1.010-10cm/s。对已经加工好的密封膜，则要求它的面积要大于加固场地的面积，一般要求每边大于加固区相应边 45 m。 5. 密封沟的开挖和回填 在施工过程中，要
10、采取开挖、埋膜、回填同时进行的方法。在埋好膜后要在沟内进行覆水，使其达到最佳的密封效果。 五、 三种新型的施工方法 目前在施工中也经常用到三种比较新型的方法，不断地提高着软土地基的吹填施工效率。吹填超软地基改性真空预压结合覆水预压快速处理方法在施工中起着重要的作用，不仅可以有效解决常规的真空预压地基处理中产生的问题，还可以有效提高施工的效率。同时节约大量的施工材料，缩短了工期，减小了工程成本支出。该种方法的实施先要在围堤范围内搭设浮桥；然后在淤泥区均匀铺设塑料编织布，并采取加固措施；接着在编织布上铺设一定量的排水支管和排水主管，二者的方向是相互垂直的。排水支管被塑料排水板包围插入淤泥中，真空泵
11、通过排水主管连接；最后在排水主管和支管上铺设一层土工布，然后在土工布上铺设真空膜。于真空膜上设置水荷载，进行相关的操作。 浅层真空预压法通常适用于含水量较大的软土地基，这种地基的承载力偏低，用浅层真空预压法的三维土工排水网能够有效排出地基中的水分。并且这种排水网可以重复使用，也可以用它代替砂垫层进行水平方向的排水。 无砂垫层真空预压的特点是把传统方法中的塑料排水板和软式的透水管进行绑扎，这样就组成了一个排水系统。再用一些透水性高的材料和软管结合代替砂垫层，与其它方法具有异曲同工之妙。 结束语 随着社会进步和科技发展，在工程中可以对吹填的软土地基不断研究，形成一个完善的真空预压方法，提高软土地基的承载能力。 参考文献： 1 范须顺 . 真空预压法软基加固施工中若干问题的概述J. 港口工程，1995，( 4) : 17 20. 2 陈军红 . 真空预压加固机理与影响区域研究D. 吉林: 吉林大学，2006.
