淺談真空預壓在軟基處理中的應用

傅亮

摘 要：真空預壓固結法是在要加固的軟土地基上打設一定間距的塑料排水板或袋裝砂井，其上面鋪設一定厚度的砂墊層，將不透氣的薄膜鋪設在需要加固的軟基表面的砂墊層上，借助射流泵和埋設在墊層中的管道，將膜下土體間的空氣抽出，形成真空，使土體排水而壓密，土體的強度也同時得到增長，最終達到固結的目的。真空預壓適用于大面積圍海吹填造陸工程。

關鍵詞：真空預壓 軟基處理 填海造地

中圖分類號：TU47 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）10（c）-0067-02

目前我國處理大面積淤泥場地用的比較多的方法是真空預壓固結法，真空預壓固結法是在要加固的軟土地基上打設一定間距的塑料排水板或袋裝砂井，然后在其上面鋪設一定厚度的砂墊層，將不透氣的薄膜鋪設在需要加固的軟基表面的砂墊層上，借助射流泵和埋設在墊層中的管道，將膜下土體間的空氣抽出，形成真空，使土體排水而壓密，土體的強度也同時得到增長，最終達到固結的目的。

下面就借用筆者曾經做過的一個真空預壓的項目來簡要說一下真空預壓在設計中的具體應用。

1 工程概況

1.1 自然條件

本項目位于天津港附近，多年平均氣溫為17.8℃，年平均降雨量為501mm，降雨主要集中在6、7、8月，年平均相對濕度為64%。

1.2 地勘資料

根據勘探孔揭露的地層巖性、埋藏分布情況，現從上到下依次評述如下。

②1層：淤泥質黏土（Q4m）。

灰色，飽和，流塑，具高壓縮性，土質較均勻，含有機質及少量貝殼碎片，夾粉土、粉質黏土薄層或透鏡體，局部相變為淤泥或淤泥質粉質黏土。

本層土在鉆孔揭露深度范圍內普遍存在，物理力學性質很差，厚度10.80～11.20m。

②2層：粉土（Q4m）。

灰色，很濕-濕，稍密-中密，土質較均勻，含少量貝殼碎片，搖震反應迅速，夾粉質黏土薄層，局部相變為粉質黏土。厚度0.30～4.10m。

②3層：淤泥質黏土（Q4m）。

灰色，飽和，流塑，具高壓縮性，土質較均勻，含有機質及少量貝殼碎片，夾粉土、粉質黏薄層或透鏡體，局部相變為淤泥質粉質黏土。厚度3.00～6.90m。

③1層：粉土（Q4mc）。

灰黃色，濕，中密-密實，土質較均勻，含鐵質，搖震反應迅速，夾粉質黏土、黏土、淤泥質黏土透鏡體，局部相變為粉質黏土、粉砂。厚度1.00～5.00m。

④1層：粉砂（Q4al）。

灰黃色，飽和，中密-密實，土質較均勻，以石英、長石、云母為主，砂質較純，含少量貝殼碎片，夾粉土薄層或透鏡體，局部相變為粉土。揭露厚度3.50～6.00m。

1.3 地基處理方案

本次V區陸域總面積為49.35萬m2，由疏浚土吹填形成，并晾曬1年多。根據地質勘察資料分析，場地表層主要為②1淤泥質黏土、②2粉土、②3淤泥質黏土等軟弱土層，這幾層土厚度大、含水率高、強度較低、壓縮性高、土體指標差，必須進行加固處理，方能滿足場區的穩定及使用要求。地基處理采用真空預壓法處理總面積為39.77萬m2。

考慮到處理面積較大，將整個真空預壓區分成A～B兩個區塊，每個區塊按面積2萬～3萬m2分成若干個小區。其中A區劃分為A1～A4區，處理面積為9.64萬m2；B區劃分為B1～B13區，處理面積為30.13萬m2。

1.4 具體方案

（1）根據實測，區內泥面標高在+1.9～+3.7m，且部分區域存有積水，因此施工前需將積水排空，然后對淤泥表面依次鋪設1層土工布、2層荊芭和1層土工布進行處理，再推填素填土找平以形成工作墊層，找平標高根據各分區標高綜合確定。在工作墊層上鋪設0.4m厚的中粗砂墊層形成水平排水通道。

（2）施打塑料排水板，間距1.0m，按正方形布置，排水板插入淤泥質黏土層，并距離③1粉土層頂面1.0m。排水板深度根據各處理分區的土層分布情況綜合確定。

（3）鋪設相應的監測設備，以便進行施工監測與檢測。

（4）真空預壓區邊界處采用密封墻進行密封處理，區塊內分區之間設密封壓膜溝。封墻采用雙排泥漿攪拌樁，攪拌樁直徑為700mm，搭接寬度200mm。密封壓膜溝必須切斷透水、透氣層，不透氣土層深度約1.0m。密封壓膜溝用黏土回填并壓實，壓實度不小于90%。

（5）鋪設濾管，主干管間距25m左右，濾管間距4m左右，均采用直徑63.5mm的軟式濾管。

（6）排水板上部鋪設密封性好，韌性、抗老化性能及抗穿刺能力強的專用密封膜，每個區的密封膜面積應大于處理面積。在密封膜上需覆水保護，厚度為0.5m。

（7）每個處理區按800～1000m2一套均布7.5kW真空射流泵，并設置備用真空泵。

（8）真空預壓處理前需要對真空泵進行試抽，檢查密封膜是否出現破損。當膜下真空度穩定地保持在85kPa以上，且均勻分布，并穩定抽氣72h后可開始計時，并轉入正常抽真空階段，有效滿載預壓時間不低于90天。

（9）根據沉降—時間曲線推算固結度，處理后地基土的平均固結度大于90%以上方可卸載。

1.5 施工技術要求

（1）場地平整及鋪設砂墊層。

場地平整前需對處理范圍內的耕植土、植物、磚石及障礙物等進行清除，并將區內的積水排干、晾曬。排水砂墊層采用中粗砂，含泥量<5%，滲透系數不小于5×10-3cm/s。

（2）施打排水板。

①排水板施工前按10m×10m間距進行探摸以確定插板深度。

②剪板時，砂墊層以上的塑料排水板外露長度應大于25cm，插板后應將板頭埋進砂墊層中。endprint

③在施打塑料排水板過程中嚴禁出現扭結、斷裂和撕破濾膜等現象。

④打板后應將板口處淤泥清除干凈，再將板頭埋入砂墊層中間。

（3）密封壓膜溝及密封墻施工。

密封壓膜溝采用黏土回填并壓實，壓實度不小于90%。密封溝要挖至不透水層頂面以下不小于1m，挖溝時對溝內的塑料排水板不能剪斷，應沿溝邊向上插入砂墊層中。

（4）鋪設濾管。

①濾管采用直徑63.5mm的軟式濾管，管體打孔并外包濾布作為過濾層，濾布要求只透水氣不透砂，包裹濾管時應無破損，包扎嚴密。

②濾管在埋入砂墊層中前，主管及其他監測儀器的出膜裝置的開口部分暫時用布包好，防止砂子進入管內。

（5）鋪設密封膜。

①密封膜采用三層聚乙烯或聚氯乙烯薄膜，其面積要大于加固場地面積，要求每邊應大于加固區相應邊4～5m，同時要考慮密封膜埋入密封墻的部分；當需要粘結時，搭接寬度不小于20cm。

②鋪設密封膜前需在砂墊層上鋪一層無紡土工布，并清理影響鋪膜的障礙物。密封膜鋪設后，采用黏土回填壓膜溝，并分層壓密，密封膜及土工布上的覆土厚度不等小于1m。

③抽氣之前需再次仔細檢查密封膜，發現破裂縫等及時修補。確認無誤后在密封膜上覆水進行保護，厚度為0.5m。

（6）真空泵安裝。

①真空泵按800～1000m2一臺均勻布置在加固邊界附近。

②真空泵功率不小于7.5kW，泵的出口壓力為96kPa。

（7）真空預壓處理。

①真空預壓期間應保證膜下真空度大于85kPa，在真空預壓過程中若加固區外出現地表裂縫，向下延伸可能影響膜下真空度，應將裂縫進行密封。

②為避免膜內真空度在停泵后很快降低，在真空管路中應設置止回閥和截門。

參考文獻

[1] 婁炎.真空排水預壓法加固軟土技術[M].人民交通出版社，2002.

[2] 趙維炳.排水固結加固軟基技術指南[M].人民交通出版社，2005.

[3] 中華人民共和國交通運輸部.真空預壓加固軟土地基技術規程[M].人民交通出版社，2009.

[4] 中華人民共和國交通運輸部.水運工程塑料排水板應用技術規程[M].人民交通出版社，2009.endprint