真空預(yù)壓基本原理

真空預(yù)壓是在需要加固的軟土地基內(nèi)設(shè)置砂井或塑料排水板，然后在地面鋪設(shè)砂墊層，其上覆蓋不透氣的密封膜與大氣隔絕，通過(guò)埋設(shè)于砂墊層中帶有濾水孔的分布管道，用真空裝置進(jìn)行抽氣，在膜內(nèi)外形成大氣壓差，土中孔隙水發(fā)生向豎井的滲流，使孔隙水壓力不斷降低，有效應(yīng)力不斷提高，從而使土逐漸固結(jié)。

真空預(yù)壓設(shè)計(jì)

根據(jù)真空預(yù)壓的作用機(jī)理，在設(shè)計(jì)中需確定三個(gè)核心參數(shù)的設(shè)計(jì)：真空密封系統(tǒng)設(shè)計(jì)、排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)和預(yù)壓設(shè)計(jì)。

1、真空密封系統(tǒng)設(shè)計(jì)

真空密封系統(tǒng)主要包含：抽真空設(shè)備、真空分布濾管和密封系統(tǒng)三部分。

（1）真空設(shè)備

真空設(shè)備采用射流真空泵，射流真空泵由射流箱和離心泵（或潛水泵）組成。真空泵的設(shè)置，可根據(jù)周邊土層密封特性，加固面積大小和寬度，真空泵效率及工程經(jīng)驗(yàn)確定。一般按照900～1100m2配一臺(tái)真空泵，射流泵電機(jī)功率應(yīng)不小于7.5kw。

（2）真空分布濾管

真空分布濾管既起傳遞真空壓力作用，也起水平排水作用。真空分布管在預(yù)壓過(guò)程中能適應(yīng)地基的變形差，能承受足夠的徑向壓力，不出現(xiàn)較大的徑向變形。

真空分布濾管一般采用條形排列，分主管和支管：主管為直徑75mm或90mm硬PVC管，在加固區(qū)沿縱向布置1～2條；支管為每隔50mm鉆一直徑8～10mm小孔、外包250g/㎡土工布的直徑50mm或75mm的硬PVC花管，在加固區(qū)沿橫向布置，間距6m左右。

（3）密封系統(tǒng)

密封系統(tǒng)分為表層密封和四周密封。表層密封采用鋪設(shè)密封膜2～3層。密封膜要求氣密性好，抗老化能力強(qiáng)，韌性好，抗穿刺能力強(qiáng)，且來(lái)源容易，價(jià)格便宜。一般采用聚氯乙烯薄膜即可。密封膜四周通過(guò)密封溝埋入粘土層，密封溝深度至少1.5m以上，必須穿透地表以下淺透水層。對(duì)地基處理深度范圍內(nèi)有充足水源補(bǔ)給的透水層等情況下，應(yīng)采取雙排黏土攪拌樁等有效措施切斷透氣和透水層。

2、排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)

真空預(yù)壓需設(shè)置排水系統(tǒng)，通過(guò)豎向和水平排水體縮短排水距離、改善排水條件，有效加快軟土地基排水固結(jié)。

（1）水平排水體

水平排水體宜采用透水性好的中粗砂，滲透系數(shù)宜大于5×10-3cm/s，含泥量應(yīng)小于5%，厚度宜為0.4m～0.6m。砂墊層中礫砂的最大粒徑一般小于5mm，以粒徑在0.5～4mm范圍為宜，應(yīng)無(wú)其他雜物和有機(jī)質(zhì)，干密度應(yīng)大于1.5t/m3。

（2）豎向排水體

豎向排水體可采用塑料排水板或袋裝砂井，處理深度超過(guò)15m時(shí)宜采用塑料排水板。袋裝砂井直徑宜為70mm，聚丙烯編織布滲透系數(shù)應(yīng)不小于1×10-2cm/s，抗拉強(qiáng)度和縫合強(qiáng)度應(yīng)不小于15kN/m，有效孔徑O95應(yīng)小于0.075mm；中粗砂含泥量應(yīng)不大于3%，滲透系數(shù)應(yīng)大于5×10-3cm/s。

塑料排水板由具有豎向排水通道的塑料芯板和外覆透水濾布兩部分組成。芯板一般采用聚乙烯、聚丙烯等樹(shù)脂材料制成。根據(jù)軟土工程性質(zhì)、打設(shè)深度、通水能力和采購(gòu)條件，選擇合適的塑料排水板型號(hào)規(guī)格。

豎向排水體間距宜為1.2m～1.5m，具體布置間距、布置方式和處理深度根據(jù)穩(wěn)定分析和沉降計(jì)算綜合確定。

3、預(yù)壓設(shè)計(jì)

（1）預(yù)壓荷載

對(duì)邊界密封條件良好的淤泥、淤泥質(zhì)土或黏土地基，真空預(yù)壓荷載設(shè)計(jì)值不宜小于85kPa；當(dāng)加固區(qū)土層條件復(fù)雜時(shí)，真空預(yù)壓荷載設(shè)計(jì)值不宜小于80kPa。

（2）預(yù)壓時(shí)間

真空預(yù)壓抽真空時(shí)間可根據(jù)工程具體情況，制定相應(yīng)的卸載標(biāo)準(zhǔn)，從而確定卸載時(shí)間。對(duì)以沉降控制的工程，卸載標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)根據(jù)地基沉降量、殘余沉降量、平均固結(jié)度和與其對(duì)應(yīng)的沉降速率確定；對(duì)以地基承載力和抗滑穩(wěn)定性控制的工程，卸載標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)根據(jù)地基土強(qiáng)度、平均固結(jié)度和與其對(duì)應(yīng)的變形速率確定。

卸載時(shí)加固深度范圍內(nèi)地基總平均固結(jié)度一般不宜小于80％。施工過(guò)程中，對(duì)軟基處理進(jìn)行監(jiān)測(cè)和檢測(cè)，根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析，判定是否達(dá)到卸載標(biāo)準(zhǔn)，從而確定預(yù)壓時(shí)間。

軟基處理真空預(yù)壓具有：適用于各種飽和軟粘土、處理效果可靠性高、處理時(shí)間可控性好、可充分利用地基特性、綠色環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)。應(yīng)用在機(jī)場(chǎng)工程、碼頭項(xiàng)目、港口工程、填海造陸、島隧工程、堆場(chǎng)工程、物流園項(xiàng)目等。

來(lái)源：廣州市盛洲地基基礎(chǔ)工程有限公司

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