無砂法真空預壓的新技術新材料應用

裴根

摘要：技術創新、材料革新是推動建筑行業向前發展和進步的基石，真空預壓技術在中國已經實施了約二十個年頭，從傳統式到無砂法，真空預壓在工藝與材料上都有了質的變化。技術上更加先進、成熟，材料上更加科學、適用，既節約了成本，也提高了質量，更是地基處理領域新的突破。

關鍵詞：無砂法；新技術；新材料

一、工程概況

項目原泥面高程-5m左右，吹填后泥面高程+5m至+5.5m之間，吹填泥層厚度約10m；該區域大部分為吹泥溢流沉淀后形成，土顆粒細，黏粒、膠粒所占比重大，土壤滲透系數差；土壤含水率高，淺表層天然狀態下含水率達到98%以上，土壤壓縮量大，吹填后灘面有大量積水。

二、無砂法真空預壓設計標準

1、淺層處理完成后應滿足深層插板機安全施工要求，地表承載力達到40KPa及以上；

2、深層真空預壓要求膜下真空度穩定保持在650mmHg以上（相當于85kPa）；

3、深層工后分層取土液性指數小于1.0，工后分層十字板抗剪強度≥20KPa，每個豎向檢測孔分層指標滿足之一條件不低于分層總數90%，且該孔十字板剪切強度最低值不小于16KPa；

4、固結度≥90%（按沉降量曲線計算），連續5天的平均沉降量不大于2.0mm/d；

5、工后地表承載力特征值不小于60KPa。

三、無砂法真空預壓工藝做法

1、預處理（淺層處理）工藝：

（1）施工準備：

由于施工原泥面為吹填后的沉積物，淤泥較厚、積水較深；無法組織人工開展作業。因而，首先通過進場數臺真空射流泵對施工區域內積水進行外排，形成施工作業面。

（2）測量放線

根據現有的控制樁、復測線路中線、水準基點及放出路堤坡腳邊樁。

（3）鋪設編織布土工布

在預處理排除吹填泥面的積水后，應在浮泥區域表面鋪設一層150g/ ㎡編織布和1層200g/ ㎡無紡土工布，可以起到阻隔泥漿和人員防護措施的多種作用。

（4）淺層人工插設塑料排水板

排水板人工插設前，應先按照間距0.75×0.75m的方格網進行樁位測放，并將樁位下已鋪設的編織布、無紡土工布平行的水平位置處割開12cm左右開口，形成排水板插設通道。

然后采用淺層人工插設B型防淤堵排水板（板寬7～8cm）深度為4.5m，間距0.75m正方形布置，外露不小于0.6m，排水板底端口進行密封處理，以避免淤泥進入。泥面以上排水板長度外露在0.55～0.6m提起鏟板，完成該排水板的插設作業。

（5）水平管網系統鋪設

本工藝管網鋪設所用濾管為管徑φ40的PVC鋼絲軟管作為水平支管與主管；使用塑料手型接頭將相鄰塑料排水板插接，同支管旋接從而形成水平排水通道。手型板采用PVC硬塑制作，手型板接頭寬度大于120mm，接縫間距不小于4mm，手型板強度不小于φ40mm的PVC鋼絲軟管主管強度。

將相鄰兩排、排水板頭用剪刀剪去多余及斜角部分，與放在中間位置的手型接頭進行插接操作。板頭應插至手型接頭底部，插接深度不宜小于50mm，兩側排水板不得產生扭接、漏接、錯接等不合規操作。

插接后需使用木工槍釘進行再次固定。采用三角形布置，有效保證排水板與手型板接頭的貼合度，防止出現脫落，漏氣等問題。

手型板與水平PVC真空管網采用插接方式進行連接，支路管網系統使用管徑φ40的PVC鋼絲連續軟管進行連接。

真空主管同支管使用連接件（三通、四通接頭）插接處理。

（6）淺層真空預壓

在完成管網系統鋪設后，需再鋪設1層編織布（150g/ ㎡）用以保護密封膜；鋪設2層密封膜連接抽真空設備（采用大泵不倒翁集水井技術，約64000m2布置一臺機械真空泵），膜下真空度不小于80kPa，，恒載抽真空時間為60～90天。

2、正式處理（深層處理）：

（1）深層處理采用打板機打設B型防淤堵排水板（板寬10cm）深度為底標高控制至-13.5m，間距0.8m正方形布置，外露不小于0.6m，濾管采用直徑為d=40鋼絲軟管，排水板與濾管采用“手型接頭”連接，鋪設1層編織布（150g/ ㎡）；鋪設3層密封膜連接抽真空設備，恒載抽真空時間為不少于120天。

四、無砂法真空預壓技術要點

1、對于泥質極差、易透氣等區域采用增壓抽氣，增壓區域插設增壓管，增壓管置于排水板（9根）所圍成的正方形中心位置，嚴格控制垂直度，垂直度偏差不得大于2.5%，且增壓管不透氣段埋深應大于1.5m，增壓管總長度為5m，通過氣壓管與增壓系統相連通。

增壓施工做法：

①真空至80kpa以上，連續抽真空（淺層40天、深層60天）后至出水量明顯減少或周平均沉降量減小至60mm，開始增壓施工。

②增壓采用間歇式方式，施工時氣壓控制不小于0.4Mpa（根據場地實際情況進行調整），待真空度減小10kpa時停止增壓。

③再次維持抽真空至（淺層80kpa、深層85 kpa）以上至出水量減少時，再次增壓施工。一般24h增壓施工一次，每次2.0h。

④增壓施工往復循環15次，周平均沉降量降至35mm以下時，增壓施工結束。

2、鋪設真空主管、支管及手型接頭，主管和支管采用變徑三通、四通連接，塑料排水板通過手型接頭與真空支管相連，主真空管連接不倒翁集水井，不倒翁集水井再連接到真空主機，組成真空系統，增壓管通過支氣管與主氣管相連，主氣壓管通過出膜器分別與真空系統、增壓系統相連。

3、壓膜溝開挖應沿加固區邊界進行，深度至少應挖至淤泥層以下0.5m，寬度0.5m，放坡坡度1：1.5。

4、抽真空時先進行試抽氣，檢查，要求分批循環開啟射流泵，每批開啟1/3的射流泵，每批持續5天，然后開啟全部真空泵，膜下真空度不小于80kPa。

五、無砂法與傳統式對比優勢

1、傳統式需要砂墊層作為水平排水通道，無砂法利用手型接頭和無孔鋼絲軟管直接插入式連接，形成管內直排，減少砂墊層施工，既節約了成本，也節省了工期；

2、排水板根據淺層和深層選用不同寬度的板型，淺層泥質差、插板短，通水量需求不高，故而可選用窄板，通過縮小插板間距，可提高泥質改善狀態；另外使用防淤堵排水板代替傳統排水板，對于施工便捷度和質量保障起到了重要作用；

3、濾管選用無孔鋼絲軟管，可充分提高環剛度，減小變形以提升通水效果；接頭把傳統的綁扎式改為插入式，可以讓地下水直接排出，同時減少板內污染，提高泵的使用壽命；

4、從傳統射流泵改為集成式大泵，優勢在于方便巡查、維修，減少故障率，提升質量；工人不用下水排查，減少了溺水、觸電等安全風險，同時可以節約用電量；

5、增壓裝置的使用，提升了真空壓力的穩定性和地基處理效果。

結語

如今，新技術、新材料在各工程領域的更新日新月異，所有的技術進步都是廣大勞動者智慧的結晶，針對不同的工況、不同地質、不同需求我們要嚴格比選最佳方案，同時做好各環節、各工序的監控和管理，要勇于創新、善于改進、敢于轉變。只要用心，就能出新。

參考文獻

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（作者單位：中交天津港灣工程設計院有限公司）