為了適應(yīng)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的發(fā)展，各地興建了很多港口、高速公路以及物流堆場(chǎng)，這些工程投資金額大， 社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益顯著，因此，它們的質(zhì)量要求就相應(yīng)很高。目前在各地修建港口、高速公路以及倉(cāng)儲(chǔ)物流堆場(chǎng)(特別是在沿江、沿海地區(qū)) 經(jīng)常遇到的主要工程問(wèn)題是如何有效的處理軟土地基。

軟土地基的特點(diǎn)是含水率很高，孔隙比大，壓縮性高，強(qiáng)度低，透水性差。 在建筑物荷載的作用下會(huì)產(chǎn)生很大的沉降，而且固結(jié)速度慢，如處理不當(dāng)，將影響建筑物的正常使用。

目前常用的地基處理方法優(yōu)缺點(diǎn)的介紹。 堆載預(yù)壓法地基固結(jié)速度慢，常需結(jié)合等超載預(yù)壓措施；復(fù)合地基法（深層攪拌樁、 粉噴樁、 CFG 樁等），造價(jià)成本高，質(zhì)量不易控制等。

真空堆載聯(lián)合預(yù)壓法作為排水固結(jié)法的一種，技術(shù)可靠、經(jīng)濟(jì)合理、工期較短，在眾多地基處理技術(shù)中已經(jīng)凸顯出其明顯的優(yōu)點(diǎn)，受到廣大工程技術(shù)人員的青睞。

堆載預(yù)壓 (正壓) 和真空預(yù)壓 (負(fù)壓) 固結(jié)機(jī)理雖然不同，但作為排水固結(jié)，二者固結(jié)的來(lái)源都是孔壓的不平衡性，都是通過(guò)有效應(yīng)力和孔壓的相互轉(zhuǎn)換來(lái)增大有效應(yīng)力，滿足地基的排水固結(jié)。

由于孔隙水壓力是球應(yīng)力，所以真空預(yù)壓時(shí)減少的孔壓(增加的有效應(yīng)力) 是各向相等的，即真空預(yù)壓在地基中產(chǎn)生的附加應(yīng)力也是各向相等的，并沒(méi)有產(chǎn)生附加的剪應(yīng)力，因此地基中土體單元的莫爾應(yīng)力圓大小并沒(méi)有改變，只是向右發(fā)生平移，當(dāng)“荷載”卸除后，被加固土體由正常固結(jié)狀態(tài)變?yōu)槌探Y(jié)狀態(tài)，由于真空預(yù)壓時(shí)土體不會(huì)產(chǎn)生剪應(yīng)力，因此即使真空荷載一次性施加上去，地基土也不會(huì)發(fā)生剪切破壞，從而可以縮短工期。

真空預(yù)壓和堆載預(yù)壓使地基產(chǎn)生沉降，一般在加固區(qū)的中心點(diǎn)產(chǎn)生的沉降值最大，使加固區(qū)表面呈鍋底狀，但它們的原因卻有質(zhì)的區(qū)別。真空預(yù)壓使地面產(chǎn)生鍋底狀的原因除了有效應(yīng)力因位置的差異之外，還有加固區(qū)土體向里移動(dòng)的結(jié)果，正是這種收縮的特性使土體更利于擠密，在產(chǎn)生相同垂直變形的情況下，真空預(yù)壓法的加固效果要好于堆載預(yù)壓法。

真空度分布的影響因素

在真空堆載聯(lián)合預(yù)壓方法中, 真空度的空間分布及真空度傳遞情況直接影響加固效果。真空度的傳遞過(guò)程為: 射流泵——膜下——垂直排水體——加固土體。

影響膜下真空度的因素有射流泵性能、射流泵數(shù)量、泵后連接的管路、膜下砂層滲透性及濾管布置、淺層密封性能等。提高膜下真空度的途徑:

(1) 提高射流泵自身形成真空的能力；

(2) 加強(qiáng)泵與膜之間管路的暢通性及密封性， 降低管路中水、 氣運(yùn)動(dòng)阻力；

(3) 選擇滲透性強(qiáng)的中粗砂作墊層, 均勻合理地布置濾管,使濾管轉(zhuǎn)彎處轉(zhuǎn)角小于 90 度；

(4) 選密封性能好的薄膜；

(5) 對(duì)加固區(qū)周?chē)韺油磷雒芊馓幚? 如加靜水溝等, 以防加固過(guò)程中周?chē)韺油馏w開(kāi)裂漏氣現(xiàn)象。

影響垂直排水體中真空度的因素有膜下真空度、排水體自身的縱向通水能力、濾膜滲透性、 深層密封性及徑向土體滲透性等。 提高排水體中真空度的途徑:

(1) 提高膜下真空度是提高排水體中真空度的首要條件；

(2) 提高排水體縱向及橫向滲透性， 濾膜的隔土性, 保證滲流在排水體中的暢通性；

(3) 增加排水體數(shù)量, 減小井徑比 n 即減小單體有效加固范圍, 這樣可以適當(dāng)提高真空度；

(4) 保證抽真空能量。 在一定范圍內(nèi), 隨著抽真空時(shí)間和抽真空設(shè)備的增加, 排水體內(nèi)真空度逐漸增加。

影響土體中的真空度的因素有膜下和垂直排水體中真空度、 土體的孔隙比、 飽和度、 滲透性和土層分布狀況、 地質(zhì)條件、深層密封措施等。地基中有無(wú)強(qiáng)透水層對(duì)真空度影響很大，若有則必需采取深層密封措施。提高土體中真空度的途徑:

(1) 提高膜下及垂直排水體中的真空度是提高土體中真空度的首要條件；

(2) 隔斷地基中強(qiáng)透水層與外界的聯(lián)系, 減少區(qū)外因素對(duì)區(qū)內(nèi)真空度的影響；

(3) 保證抽真空能量。 在一定范圍內(nèi), 隨著抽真空時(shí)間和抽真空設(shè)備的增加, 土體內(nèi)真空度逐漸增加。

（1）垂直排水通道采用塑料排水板，采用正三角形布置：深度為26m-33m，間距均為1.0m；水平排水通道采用厚度為500mm的中粗砂（在塑料排水板施工之前先鋪設(shè)30cm，待塑料排水板施工完成后，再鋪設(shè)20cm）以及排水濾管。

（2）真空密封系統(tǒng)由雙層密封薄膜、密封溝及不透水粘土層組成。密封膜采用 0.12±0.02mm 聚氯乙烯薄膜。密封膜之間的有效粘接長(zhǎng)度不小于1.5cm。 挖密封溝時(shí)注意邊挖邊回填，否則堆土有可能在自重作用下倒塌，另外挖密封溝時(shí)注意保護(hù)測(cè)斜管以免破壞無(wú)法測(cè)得所需的數(shù)據(jù)。

（3）在進(jìn)行上部堆載之前，先在密封膜上鋪設(shè)土工布作防護(hù)層，保護(hù)密封膜的氣密性。土工布為270g/m2的無(wú)紡?fù)凉げ肌?/p>

（4）安裝真空泵， 平均處理寬度約47m，處理面積為9569㎡。共布置的真空泵單泵的控制面積為684㎡。

（5）當(dāng)膜下真空度穩(wěn)定地達(dá)到80KPa后，抽真空3天左右方可進(jìn)行路基施工。在進(jìn)行上部堆載施工時(shí)，應(yīng)密切觀察膜下真空度的變化，發(fā)現(xiàn)漏氣，應(yīng)及時(shí)處理。為保證抽真空的質(zhì)量，上部填土施工時(shí)應(yīng)確保填料及機(jī)械不將薄膜刺破。

施工過(guò)程中各工序的質(zhì)量控制是保證施工總體質(zhì)量的關(guān)鍵，目前建設(shè)單位和施工單位都不同程度地存在忽視質(zhì)量的問(wèn)題，致使工程質(zhì)量得不到保證。

1）砂墊層是作為土體內(nèi)部塑料板排水和土體外部真空設(shè)備抽氣抽水的十分重要的中介層，因此砂墊層的材質(zhì)要求及施工工藝都比較嚴(yán)格，砂料的均勻性，通水能力，含泥量一般設(shè)計(jì)上都應(yīng)有明確的規(guī)定，施工時(shí)要求砂墊層有一定的平整度，同時(shí)避免混入可能影響排水的雜質(zhì)，否則將直接影響到軟基加固效果。

2）注意塑料排水板的保護(hù)，未打設(shè)的排水板和已打設(shè)排水板的外露部分，必須加以保護(hù)防止破壞排水板的整體結(jié)構(gòu)，如濾膜的剝落，板芯的撕裂、斷裂等人為的損傷，從而影響排水的效果。插入地下的排水板盡可能地保證單根的連續(xù)性和整體性，如果需要接板，應(yīng)該采用套接法，即： 塑料板兩端頭上的濾膜剝開(kāi)，板芯套插后， 外包濾膜重新包好，不允許直接搭接縫合，并要減少接板率，這樣確保加固單元體內(nèi)排水板的有效率，保證排水效果。

3） 真空預(yù)壓的氣密性是施工的關(guān)鍵控制點(diǎn)，是受到諸多因素的綜合影響，它涉及到施工工藝、工藝材料、施工態(tài)度等，如：密封溝的設(shè)計(jì)尺寸是否符合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際，密封膜的材料，回填密封溝的粘土是否滿足要求，遇到突變地質(zhì)特征或設(shè)計(jì)未考慮到的情況時(shí)，能否采取必要的補(bǔ)救手段等。

真空預(yù)壓法和堆載預(yù)壓法都屬于排水固結(jié)法, 真空預(yù)壓法是通過(guò)降低土體中的孔壓來(lái)達(dá)到加固土體的目的, 而堆載預(yù)壓法則是通過(guò)增加土體中的總應(yīng)力來(lái)達(dá)到加固土體目的。

采用真空堆載聯(lián)合預(yù)壓法處理軟粘土地基，在真空負(fù)壓的作用下，可實(shí)現(xiàn)快速施工路堤。

真空預(yù)壓時(shí), 加固區(qū)內(nèi)的地下水位并沒(méi)有降低, 降低的只是孔隙水壓力中的大氣壓力部分, 因此, 加固區(qū)中的土體可以按飽和土體考慮。

真空堆載聯(lián)合預(yù)壓處理軟土地基時(shí), 水平位移是向內(nèi)的, 這一方面有利于處理軟基的整體穩(wěn)定, 另一方面可能會(huì)引起周?chē)乇砻娴拈_(kāi)裂, 影響到已建的建筑物和構(gòu)筑物, 需采取一定的措施加以防護(hù)。

在加固區(qū)周?chē)? 土體中的水位可能會(huì)降低, 并對(duì)加固區(qū)和周?chē)耐馏w產(chǎn)生一定的影響,應(yīng)重視真空預(yù)壓與邊界的相互影響關(guān)系, 邊界的密封與否是真空預(yù)壓成敗的關(guān)鍵因素。

采用真空堆載聯(lián)合預(yù)壓法處理后，可節(jié)約很多資金。為深層軟基處理提供了技術(shù)先進(jìn)、成熟、經(jīng)濟(jì)的新方法，值得在今后機(jī)場(chǎng)、港口、碼頭、倉(cāng)儲(chǔ)物流園建設(shè)中應(yīng)用。

來(lái)源：廣州市盛洲地基基礎(chǔ)工程有限公司

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