真空预压质量控制要点分析

真空预压质量控制要点分析

吴全飞1肖建2

中交上航（福建）交通建设工程有限公司福建厦门361000

摘要：真空预压软基加固技术已渐趋成熟并得到广泛应用，真空预压施工中的质量控制是决定整个软基加固工程质量的关键。文章结合工程实例，分析真空预压施工质量控制的要点。

关键词：浅层真空预压；施工流程；施工要点

前言

传统的真空预压法加固含水量极高、承载力低的超软土地基存在较大困难，施工成本较大，而浅层真空预压处理有效缩短工期，加快了整个造陆工程的进程。在中化泉州中下游配套项目回填工程中填土属于淤泥、淤泥质土等，对于承载力要求不高，只需要对表层高压缩土层进行加固，因此，本工程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该回填工程建设中取得了突出的效果。

1真空预压法加固软土地基的原理

真空预压的加固原理是在外荷不变的情况下，通过抽真空对加固区密膜下的土体施加流体压力（负压），并通过能够传递流体压力的孔隙介质，在较短的时间内将其作用和影响由近及远地向距边界较远的部位延伸，逐步建立起新的动平衡。在形成动态平衡的过程中，土体得到了较快的固结。即通过在软土地基上设置竖向排水通道（塑料排水板），再在其上覆盖不透气的薄膜形成一密封层，然后用真空泵抽气，排水通道保持较高的真空度，在土的孔隙水中产生负的孔隙水压力，孔隙水逐渐被吸出，从而使土体达到固结。

2工程应用实例

中化泉州中下游配套项目回填工程（外走马埭垦区）二、三、四期工程。工程建设地点位于福建省泉州市惠安县湄洲湾南岸的外走马埭垦区中部，重件道路东侧。工程主要施工内容包括围堤修筑、吹填泥、吹填砂、排水板、回填土、真空预压软基处理、堆载预压等。针对该工程地质状况，提出以真空预压施工技术对软土地基进行加固。

3真空预压软基处理施工的基本程序

（1）测虽放线：用经纬仪和水准仪进行单元块测量放样，用木桩或小竹杆和白石灰放出各加固单元边线的准确位置，并用红漆在木桩或小竹竿上标出砂垫层顶面的标高：木桩与小竹竿之间也可以用红尼龙绳连接。

（2）铺设主支滤排水管：主支滤排水管分为主（干）管和支滤管。主管为4寸镀锌铁管，支滤管为2寸镀锌铁管，外包土工布滤水网。主管和支滤管间采用变径三通、四通连接，同管径的对接采用丝扣连接。全部吸水管均须埋入砂层中，并通过出膜器及吸水管与真空泵连接。在挖密封沟的同时，可进行主（干）管和支滤管的加工、连接和安装埋没。进行此道工序的同时，应将露出砂垫层表面的塑料排水板头埋入砂垫层中。

（3）按照设计要求，在真空预压范围内铺设砂垫层，按所需砂垫层铺设，采用含泥量少于5%中粗砂，一次铺设0.25米厚。摊铺方式采用人工分块摊铺平整。

4真空预压法处理软土地基施工管理及质量控制

4.1地面处理及施工放样

清除地表淤泥、草皮及杂物，回填一般土碾压密实，其顶面形成向两侧4%排水坡的三角拱形，其宽度大于处理区域外1.0m的工作层。回填层要求压实系数K≥60Mpa/m。此外，按照设计图纸采用测量仪器对加固边界、排水板和真空管网纵横轴线等进行放样，并对排水板打设位置、真空管网节点、真空集水井位置、埋设位置进行定位并做好标示。

4.2铺滤水层

滤水层的材料通常用中粗砂，也可用不带利刃的其它小颗粒材料代替（如电厂的工业废料、液态碴等），其作用是在土体上表面形成水平排水通道，滤水层厚度为400mm，作业要求表面平整，厚度均匀，厚度误差不大于±20mm，如原来地势高低起伏太大时，在铺干土和铺滤水层时设法调整。铺滤水层也必须由人工用小推车进行。

4.3施工排水板

首先应根据设计的要求合理选择施工机械，同时进行塑料排水板的购买，在材料正式使用之前，应抽样并送至检验机构进行质量的检查，符合要求方可使用。施工前应根据位置的顺序，在排水板上进行编号，同时按照梅花形进行放样，同时在施工桩位上做好桩位标记。当进行排水板的施打时，应严格控制好排水板的长度，从而避免出现回带的问题，同时还应仔细观察振锤提升的高度以及落下的位置，从而防止出现偷工减料的问题，避免出现接上板。

4.4真空管网的布设

真空滤管网质量控制：①材料管材选用符合要求的加筋塑料管确保其能承受足够的径向压力。滤管外包土工布滤膜，渗透系数要与塑料排水板的滤膜渗透系数相当。②管网的埋设主管与支滤管长度和间距应按规定布设，埋在砂垫层中，覆砂厚度不小于25cm。管网连接要牢固，滤水孔要通畅。

4.5真空度检测元件埋设

将标定好的真空表测头及其他观测器件埋设于预定部位，并将连接引线妥善引出加固区外。膜下观测系统，每个工点应至少设置9个空隙水压仪、三组分层沉降仪、三组测斜仪、一组水位仪、5个真空测头。

4.6密封膜铺设

砂垫层上要铺一层无纺布，是为了避免密封膜受损。然后在无风气候将设置密封聚乙烯膜，要一层一层的铺设，一层铺完检查没有问题后进行下一步铺设下一层；如果检查时发现有问题要及时修缮。膜铺好后把出膜设置设定好，在射流式真空泵和观测仪器沿着路基坡脚平均间断安装。密封膜要完全填埋在压膜沟中，压膜沟采用梯形断面，并用粘土填满。

4.7真空试抽

检查每台真空泵和膜的密实性，发现漏点立即补封，加载速率7-10Kpa/天，一般10天左右膜下真空压力达到80Kpa以上。真空泵的数量，根据加固面积的大小和形状综合配置，按1000～1500m2配备一台考虑，每块预压区域至少应配置两台真空泵。

4.8真空卸载

连续10昼夜路基沉降速率小于2mm/天，经沉降观测资料推算沉降满足要求后，即可停止真空预压，一般真空预压时间不少于4个月。办理交工手续后，即可拆除设施，所有的机械、管网都应进行保护性拆除，滤水管网起出后，应将管内的泥土用水冲洗干净，晾干后集中堆放以备再用。射流泵和清水泵都应检修保养。真空表应进行校验。塑料薄膜也应清理干净，挡水埝应就地平整，滤水层所用的砂子，可与建设单位方协商处理，必要时可以部分回收。

5真空预压施工质量控制及效果分析

通过以上真空预压关键工序的严格控制，施工工艺的合理利用，使地基处理取得了满意的加固效果，工期得到了有力的保证。

5.1施工工期和真空压力

根据使用荷载、工期、工后沉降等条件要求，本工程真空预压设计荷载（80KPa），预压时间为100d，其中满载（80KPa）90d。膜下真空度在3d时间内就达到设计要求的80KPa，并开始满载预压。并在满载预压施工期间膜下真空压力始终保持在90KPa以上。工期提前7d完成，真空压力超出设计要求5~10KPa以上。

5.2加固效果分析

为了监测和检验地基的加固效果，加固区布置了表层沉降盘、深层分层沉降仪、侧斜仪、孔隙水压力仪、水位仪、加固前后原状土试验、原位十字板测试等多种测试仪器和手段。加固区各土层指标加固前后变化对比情况见表1。

从表1可知，地基加固效果明显，土的物理力学性质均有较大程度的改善。通过现场十字板剪切试验，软土的抗剪强度从25.4KPa增长到29.5KPa。根据十字板强度推算的地基承载力标准值为92.6KPa，超过了设计要求的80KPa。真空预压各项指标均满足并超过设计要求值，取得了满意的加固效果。

表1：土层指标加固前后变化对比

6结语

（1）土工布、排水板等材料质量控制和施工过程中施工技术控制十分重要，对浅层真空预压处理效果的影响很大；

（2）充分了解浅层真空预压工艺流程和各项细节，针对吹填土特性，落实施工技术措施。

（3）浅层真空预压加固施工工艺适合于高含水量、低承载力的新吹填软土地基的加同．可满足初步的工程需要。

（4）塑料排水板与滤管直接相连，减少了真空度的损失。可增强真空预压的加固效果。

参考文献：

[1]张友.真空预压法在吹填土加固中的试验特性分析[J].珠江水运，2018（12）：99-100.

[2]丁彬彬.浅谈真空预压质量控制与应用[J].珠江水运，2018（12）：44-45.