新型真空預壓法在港口區域軟土地基處理技術

張建青

（山西三建集團有限公司 046000）

1 工程概況

某工程場場區由回填和吹填形成，以吹填為主。淤泥區覆蓋范圍大，施工的區域位于南區淤泥區的南側，總面積約30萬m2。該區域原為海域，經過吹填形成陸地，場地內分布較多水洼，場地地形整體較平坦，局部有起伏的砂土包。場地土質，大致趨勢是東部多以砂土為主，場地西部多以淤泥類土為主。針對以上工程特點，采用了新型真空預壓設備進行加固，有效提高了施工效率。

2 工藝原理

真空預壓法是在需要加固的軟粘土地基內設置塑料排水板，然后在地面鋪設土工布再鋪設無紡布，其上覆蓋不透氣的密封膜使軟土與大氣隔絕，然后通過埋設于無紡布中的濾水管，用真空裝置進行抽氣，將膜內空氣排出，因而在膜內外產生一個氣壓差，這部分氣壓差即變成作用于地基上的荷載。地基隨著等向應力的增加而固結。

真空預壓施工包括四個主要部分：

（1）采用不透氣的密封膜使加固地基與大氣隔絕；

（2）為使土體加速排水固結，在加固地基中設置排水通道（如塑料排水板）；

（3）采用高效率的抽真空裝置；

（4）為了節能和安全正常運轉，需要安裝自動控制記錄系統。

3 工藝流程

表層清理、測量放線（分區）鋪設土工布→施插塑料排水板→埋設監測儀器→布設真空管網→挖壓膜溝、鋪設土工布、布泵→鋪膜→試抽氣、膜下壓力達到80kPa時真空計時→覆水真空滿載90d→滿足設計要求卸載→檢驗→交工驗收。

4 操作要點

（1）清基、整平、分區

表層處理：對加固區進行整平，人工清理碎渣、銳石、竹片等不利密封雜物。場地平整。經測放各分區角點，按規范要求將二標段共分為18個區。

（2）打設塑料排水板，塑料排水板按正方形布置，施工步驟如下：

①點位布設：0.9m×0.9m正方形布設。

②插板機的選擇與定位：塑料排水板施工采用軌道式打板機進行打設，施工順序采用后退式施工，以保證打設完成的排水板不受碾壓；打設前根據板位標記進行插板機定位并進行機座整平，打板機定位時，管靴與板位標記偏差應控制在±70mm范圍內，機座整平后要用儀器進行檢測。

③安裝管靴：打設塑料排水板采用套管式打設法，套管形狀為扁形。將塑料排水板穿過插板機的套管，從套管下端穿出，與專用管靴連接。

④調整垂直度：調整插板機套管的垂直度，保證打設過程中偏差不大于1.5cm/m。

⑤打設、拔管：將插板機套管、管靴、塑料排水板插入地層，當排水板插入到設計深度后，拔出插板機套管，利用管靴將排水板固定于孔底；施工時嚴格控制回帶長度及回帶率，回帶率不大于5%；在施工過程中應經常抽查，盡可能減少回帶長度。

⑥打入地基的塑料排水板宜為整板，長度不足需要加長時應先將兩根塑料排水板濾膜剝開，將板芯對插搭接，并將濾膜包好、裹緊后，用鐵絲穿扎牢固，接長時在塑料排水板上扎穿的孔眼不在板芯的同一條水槽中，兩根排水板的搭接長度不小于20cm；當遇漂石或塊石難以在原位插打時，應移位補打，移位距離不得大于塑料排水板間距的30%。

⑦剪斷排水板：排水板完成后，拔出插板機套管，剪斷排水板。

⑧檢查排水板板位、垂直度、打設深度、外露長度等，并做好施工記錄，符合設計要求后方可移機。

⑨塑料排水板插打完成后，通過手型接頭及三通接入抽真空管網系統。

采用FDPS-B型防於堵塑料排水板作為垂直排水通道，正方形布置，深度按現場試打為準，間距0.9m，排水板打設深度應穿透淤泥質土層并進入下臥粘土層0.5～1.0m，上端露出砂墊層頂面不小于0.5m。

（3）管網布設

鋪設真空管：排水板施工結束后，用四通手型接頭將兩根排水板連接在一起，依此將所有排水板連接好，然后用φ25mmPVC鋼絲軟管按照設計圖紙將四通手型接頭連接在一起作為真空支管，每條真空支管通過專用小四通匯集到真空主管，真空主管在適當位置設置φ50mm的正三通分別與相應的真空射流泵相連接，最終組成真空系統（主管采用φ50mmPVC鋼絲軟管，支管采用φ25mmPVC鋼絲軟管）。用于連接主管和真空泵的出膜器連接必須要綁扎牢固，密封性能要安全可靠，連接好后，開啟真空泵測試連接部位是否有漏氣現象。

（4）鋪設編織布

①儲存、運輸和處理編織布

編織布在安裝展開前要避免受到損壞，編織布卷應堆放于經平整不積水的地方，堆高不超過四卷的高度，并能看到每卷的識別片；在儲存過程中，要保持標簽的完整。

②鋪設方法

首層土工布采用150g/m2編織土工布，編織布的拼接采用手提工業縫紉機縫合，縫接強度滿足規范要求。在鋪設前，先在鋪設區進行放線。為確保鋪設的有效性，使鋪設的編織布有受力點，在各區鋪設的土工織物都要到達回填區的邊上，并用泥袋固定。

首先將編織布順風方向進行鋪設，同方向鋪設完成后鋪設下道編織布，在現場用手提工業縫紉機將搭接處進行縫接，鋪設完畢后即通知現場監理工程師進行驗收，驗收合格后方可進行下道工序施工。

（5）埋設水氣分離裝置

根據現場場地情況布設水氣分離裝置，每只水氣分離裝置控制面積8000～10000m2。鋪膜后連接水氣分離裝置與抽真空機組，進行抽真空作業。在布設水氣分離裝置的同時埋設膜下監測測頭：膜下測頭即膜下真空度測量采氣端，采用廠家定型產品，將真空表集氣塑料細管插入膜下并固定即可。真空測頭布設在兩條支管平行距離的中間，位置靠加固區邊部位且離開加固區邊界不小于5m，按約5000m2一個點均布，真空細管另一端從密封膜引出，制成喇叭口和真空表相連接，以直觀反映膜下真空度。

（6）開挖壓膜溝和鋪密封膜

先鋪設一層200g/m2無紡布（鋪設方法同編織布），再鋪設密封膜，密封膜采用兩層聚氯乙烯薄膜。壓膜深度應進入不透水層深度至少50cm，后用粘土填壓或覆水密封。

密封膜鋪設要按區域先后順序分層鋪設與搭接，每層膜鋪設完成后派專人檢查膜是否完好，發現有破裂處，及時用清水清洗干凈，再用膠水貼膜補好，完成后進行下道鋪設膜工作。

鋪膜過程中，隨鋪隨用砂袋進行壓膜，防止起風將鋪好的膜卷走或撕裂，在鋪膜完成的同時安裝少量的抽真空泵將膜吸住。

分區壓膜溝連接膜的處理，采用搭接膜法，將兩區的膜邊壓入壓膜溝內，并將留出的膜用土覆蓋，待連接下一個區的膜。

（7）真空預壓

連接水氣分離裝置與抽真空機組進行抽真空作業。

開始階段，為防止真空預壓對加固區周圍土體造成瞬間破壞，必須嚴格控制抽真空速率，可先開啟半數真空泵，然后逐漸增加真空泵工作臺數。當真空度達到60kPa，經檢查無漏氣現象后，開足所有泵，將膜下真空度提高到不小于80kPa。此時，通知監理工程師及承包單位驗收并開始恒載計時。

每天現場值班人員按要求時間，對真空度予以記錄，并對設備運轉情況、供電情況及其他真空預壓施工情況進行詳細記錄。

軟基處理范圍必需覆蓋全部淤泥層；試抽真空為4～7d，在正式抽真空10d后，真空膜檢查無漏點后開始覆水，10d內完成覆水，平均深度不小于0.5m。滿載抽真空（正式抽真空）時間不少于90d。

（8）抽真空達到設計要求恒載滿載時間，通過監測結果達到設計卸載要求標準停泵卸載。

（9）卸載后，對壓膜溝進行翻挖填實。

（10）抽真空結束，整平場地。

5 結束語

真空預壓施工噪音小、場地干凈、環境污染少，可以文明施工，真空預壓設備簡單、輕便、容易操作，縮短了施工周期，提高了施工建設速度，作為一種經濟、質量可控制的軟基處理方法，具有較高的社會效益和經濟效益，其作為一種經濟、質量可控制的軟基處理方法，具有良好的推廣應用前景。