真空预压法加固软土地基中真空井作用范围的试验研究
浅谈真空预压法在加固软土地基中的应用
34科技资讯 SC I EN C E & TE C HN O LO G Y I NF O R MA T IO N工 程 技 术真空预压法是利用抽真空来加固软土地基的一种地基加固方法，属于排水固结法。
最早是由瑞典皇家地质学院杰尔曼(w.Kjellman)教授于1952年提出的。
该技术于20世纪80年代之后在我国取得了长足的发展和应用，目前已成为加固软土地基的一个行之有效的、常规实用的方法，在沿海地区应用较为广泛。
1 工程概况天津临港产业区位于滨海大道东侧，临港工业区三期以南填海区域。
纬二路位于产业区北部，西起滨海大道，东至临港产业区规划的三经路，起点K0+012.804，终点K1+276.707，全长1263.903m。
其中采用真空预压方法加固的地基处理面积为79031.925m 2。
2 真空预压法简介真空预压法处理地基，首先在新吹填泥面上回填素土作为工作垫层，再将袋装砂井或塑料排水板打入土体，作为垂直排水通道；其次在素土工作垫层上面铺筑20cm 左右厚的砂垫层，作为水平排水通道；然后，将不透气的薄膜铺设在需要加固的软土地基表面的砂垫层上，薄膜四周埋入土中，借助埋设于砂垫层中的管道，将薄膜下土体中的空气抽出，使其形成相对负压，从而在塑料排水板和周围土体之间形成压力差，使土体中的孔隙水注入塑料排水板被排出，从而使土体达到固结。
真空预压系统由抽真空系统、排水排气系统和密封系统三部分所组成，排水系统主要改变地基原有的排水边界条件和传递真空压力，增加孔隙水排出的路径，缩短排水距离，减少加固时间。
根据本工程要求，膜下真空度保持在在650m m H g 以上（相当于85kPa）作为设计压差。
3 真空预压加固软基施工控制3.1主要施工工序平整场地→工作垫层铺筑→打设塑料排水板（含冲孔）→铺砂垫层→铺设滤管、安装射流泵→挖压膜沟、铺密封膜→设置地表沉降杆、安装观测仪器→连接真空设备、试抽气→真空满载预压（真空预压断面示意如图1）。
真空预压加固软基法在软基处理中的实际应用
真空预压加固软基法在软基处理中的实际应用发表时间：2017-08-10T15:34:33.150Z 来源：《建筑学研究前沿》2017年第7期作者：黄芝桃[导读] 分析了各方法的适用性，提出适合于南沙地区工程实践应用的沉降预测模型。
广州铁路（集团）公司江门工程建设指挥部摘要：南沙港地区分布大量的软土，由于软土性质软弱，强度很低，压缩性甚高，渗透性很小极易出现塑性流变等问题，给工程施工带来了诸多困难，若对软土特性认识不足，地基处理不当，技术控制不严，就会在施工过程中出现地基因破坏失稳而滑动，并产生较大的沉降和不均匀沉降，影响行车的安全和正常使用，因此本篇文章将介绍南沙地区软土的固结过程中孔隙比、压缩系数以及固结过程中的应力应变关系，研究南沙地区软土的固结特性。
通过真空预压法加固软土的现场试验，研究真空预压法加固软土地基的沉降和水平变形特性、真空预压加固地基的有效深度、真空预压对周围环境的影响。
对软土地基的沉降计算方法进行分析，并结合实测沉降资料，分别采用双曲线法、指数法、泊松曲线法和灰色理论，预测地基最终沉降，分析了各方法的适用性，提出适合于南沙地区工程实践应用的沉降预测模型。
关键词：南沙港铁路；真空预压法；软基；固结；沉降变形；1、工程概况新建广州南沙港铁路位于广东省南部，珠江三角洲中部地区。
线路自广珠铁路鹤山南站（新建）引出，向东南方向经鹤山市雅瑶镇，江门市蓬江区，佛山市顺德区均安镇，中山市小榄、东凤、南头、黄圃等镇，广州市南沙区万顷沙镇，止于南沙港区，新建正线长度87.837km，其中：鹤山南至南沙港新建双线长79.464km，南沙港南部分区车场新建单线长8.367 km。
南沙港铁路沿线地质勘查显示主要为淤泥及淤泥质土等,具有含水量高、孔隙比大、压缩性及灵敏度高、承载力低等特性。
且其上大多已沉积有其他沉积性质土层或覆盖人工填筑土层。
工程建设时,必须先对河海相软土层特性充分了解，并对其深厚软土地基进行加固处理，处理技术问题越来越突出，而目前对这类软土层加固处理技术的研究还有待全面深化研究。
真空预压方式应用于软基处理研究
真空预压方式应用于软基处理研究真空预压技术为一类处理加固软土地基的常见应用方式，具有良好的加固处理效果。
本文就该方式应用原理探讨了工艺流程特征以及实践应用策略。
对提升软基处理效果，优化真空预压工艺水平，有重要的实践意义。
标签真空预压；软基处理；应用1、前言软土地基由于欠固结性，较易对工程建设质量造成不良影响。
会基于回填土以及自身荷载，形成土体慢速固结，并导致地基下沉不良现象。
进一步令建筑于其上的工程形成开裂现象，需投入较多维修管理费用进行额外加固。
严重时还会影响人身安全，引发严重的伤亡损失事故。
为此在建设项目主体结构体系前期，做好软土地基的加固处理尤为重要。
基于软土通常富含大量水分，具有显著的压缩性，且由于大量淤泥沉积物作用令其地质承载力有限。
一般来讲软土多存在于环海区域、沼泽、谷地等位置，含有较多水分，呈现出显著孔隙率，含有大量抗剪性能不佳的细粒土。
进一步导致其所需固结时期过长，且呈现出显著的灵敏性以及较大扰动性，具有较差的透水力，其土层分布则较为复杂，并显现了各个层次物理力学属性不高的特征。
为此，应科学利用真空预压方式做好加固处理，方能改善地基性质，确保工程建设的可靠、安全与高效。
2、真空预压方式加固原理真空预压方式主体通过位于软土地基面层做砂垫层铺设，而后完成排水通道设置，做好封闭膜处置，令其同大气形成有效隔绝。
采用真空泵完成抽气，令其构成真空状态，进而提升地基综合应力。
真空预压加固原理主体体现为，薄膜之上受到同内外压差相同的荷载，其地下水位下降，同时附加应力有所提升。
可将封闭气泡有效排除，令土体渗透水平显著提升。
也就是说该技术方式保持总体应力处于不变状态，借助降低孔隙水压提升有效应力。
该技术方式是一类负压固结的科学施工工艺。
3、施工应用技术策略进行真空预压工艺实施前期，应做好充足的前期准备，完善措施制定。
做好砂袋以及排水板的检验核查，同时明确薄膜与中粗砂有否达到技术要求与相关设计标准。
同时应提交相关检测报告至监理人员，获取工程师的全面校验批准，而后方可进行后续施工。
浅谈真空预压法在软基加固中的运用
浅谈真空预压法在软基加固中的运用摘要真空预压法是在地基表面铺设密封膜，通过特制的空气抽取设备将空气排出，制造真空环境，使密封膜下砂垫层内和土体中垂直排水通道内形成负压，提高孔隙水的排出速度，加快土体的固结速度，增强土体强度。
通过对真空预压法施工现场表面沉降、分层沉降、水平位移、土体性质参数在加固前后的变化的观测和研究，得出真空预压法加固软基土体不会产生失稳，施工机具和设备简单，便于操作，工期短，费用低等特点。
关键词真空预压；加固机理；现场检测0 引言我国沿海地区分布着大量海相和湖相沉积的软土地层，这种软土地层含水量高、孔隙比大、渗透性差、强度及承载力低，且具有明显的流变性。
在这种软弱地基上修建工程，常常会出现基础或路堤沉降过大，难以稳定。
为此，必须要对天然地基进行加固处理。
目前多采用技术上较为成熟、费用较为节省的排水固结法。
真空预压是排水固结法的一种，具体的操作方法是在地基表面铺设密封膜，并通过特制的真空设备抽取空气形成真空，使砂垫层内和土体中垂直排水通道内形成负压，加快孔隙水的排出速度，加速土体固结，并提高土体强度。
真空预压法最早是瑞典的杰尔曼（W.Kjellman）教授于1952年提出，但直至1980年，交通部第一航务工程局科研所在天津新港开展现场试验研究，1982年在天津新港软基加固工程中成功应用，解决了实用密封薄膜、抽真空装置及关键施工工艺，使该法由理论转为实践。
目前，真空预压法已在港口工程、石油、化工、建筑、公用事业和机场等工程中得到广泛应用，并取得了良好的社会效益和经济效益。
1 真空预压法加固机理真空预压法的过程是利用抽水真空泵在砂垫层中形成一定的真空度，通过竖向排水体逐渐向下传递，使整个加固内的孔隙水压力降低，形成负的超静孔隙水压力，使得地基土体产生排水固结，以达到最终加固地基的目的。
根据太沙基有效应力原理有:σ=σ’+u两边微分并移项得:dσ’=dσ-u即：dσ’=-du式中，σ是总应力，σ’是有效应力，u是孔隙水压力。
真空预压法软基加固技术研究
Ｓｃｉ ｃｅ ｎｄ ｅｎ ａ Ｔｅｃｈ ｏｇｙ ｎｎｏｖａ ｉ Ｈｅｒ ｌ ｎｏｌ ｌ ｔ ｏｎ ａｄ
工 业 技 术
真空预 工程勘察 设计 院有 限公 司 天津 ３ ０ ２ ） ０ ２ ２
摘 要： 以真空预压 法软基加 固技术 为研 究对象 ， 详细探讨 了边界 密封 和平 面密封 的施工流 程， 并在 此基础上 ， 探讨 了密封 效果施 工监测 和检 测 ， 相信对从事 相关工作 的同行能有 所裨 益 。 关键词 ： 空 预压 软基 加 固 施工 监测 真 中图 分类 号 ： Ｂ １ Ｔ ２ 文 献标 识 码 ： Ａ 文章 编号 ： ６ ４ ０ ８ （ ０ １１ （） ０ ４ — ２ １ ７ — ９ Ｘ ２ １ ） ｏｂ一 ０ ６ ０
排 水 固 结 ， 而 达 到 固结 目的 。 从
层 厚 度 较 大 。 别 由 吹 填 形 成 陆 域 的 吹 填 技 术具 有 一 的 代 表 性 。 工 程 软 基 处 理 特 定 该 ７ ｍ， 真 空 预 压 排 水 固结 系 统 可 分 为 施 压 系 土 ， 主 要 成分 是粉 质黏 性 土 ， 吹 填过 程 密封 墙技 术使 用的 泥 浆搅 拌 桩 直径 ０．０ 其 在 ．０ 成墙 时彼 此搭接 ０ ２ ｍ， ．０ 深度控 统 、 水 系统 和 密 封 系统 ３ 部 分 ， 图 １ 排 个 如 所 中 经 过 水 力 重 新 分 选 ， 成 黏性 土 和 砂 夹 桩距０ ５ ｍ， 形
水） 粉 保 埋 在 砂 垫 层 中 的 管 道 ， 过 真 空 装 置 进 行 很 多地 基 表 层存 在 透 气（ 的粉 七 层 、 砂 性 土 层的 渗 透 性 ， 证加 固土 体 的 密 封性 。 通 抽 气 ， 膜 下 土 体 的 空 气 和水 抽 出 ， 土 体 层或 吹 填 砂 、 表 层 泥浆 含 水 率 过 高 、 砂 将 使 或 或 天 津 某 碱 厂 一 期 工程 软 基处 理 密 封 墙
真空预压法在市政工程软土地基处理中的应用
现代物业Modern Property Management– 223 –一、市政工程软土地基的特点软土是指在自然环境下，含水量高，承载力弱，压缩性强，流动性强，软塑性高的黏性土。
大部分土壤是在长期受到雨水冲刷后而形成的。
如果市政工程的基础中有软土，这将对基础的强度和承载力产生不利影响。
（一）含水量高软土地基中含水量通常达到10%，有时甚至达到50%，这也是软土地基的特点。
含水量高，就非常容易造成土壤的稳定性下降，地基的强度不能满足负重，这样不仅影响施工质量，更影响施工安全。
（二）承载力低下软土地基由于含水量的增加，导致承载能力过低，从而在施工过程中稳定性与强度都会受到不同程度的影响。
当外界过度施加压力，其结构就会由于承受不住外界的压力而导致结构变化，影响施工质量与安全。
二、真空预压法加固软土地基的基本原理真空预压是在荷载预压条件下将软土地基中的孔隙水吸出。
真空预压可以增强软土地基的强度，防止收缩变形。
软土保持固结状态，这增加了土层的水平应力，并在垂直应力大时增加了强度。
此外，真空预压可以去除软土地基中多余的水分，确保软土地基的强度。
通常，真空预压方法是在加固区域铺设垫层，均匀地形成封闭区域，再埋设塑料排水管，用密封膜将其与大气隔绝。
在顶部铺设砂垫层，然后使用真空泵抽真空，从而增加地基的有效应力。
地基处理方法关键原则体现在三个方面：一是薄膜内外负荷的差异，另一个是地下水位对附加应力的影响，第三是土壤固结的水气排放。
（一）砂垫层施工及管理真空预压法主要包括隔板、排水管、抽真空三个模块。
按照设计要求，从平面尺寸、厚度等面，全面地控制垫层的质量。
在确定地基有一定的厚度、承载力，能够满足施工机械运行要求的基础上，施工技术人员可以采用机械分堆摊铺法，把砂堆用机械铺平。
具体的施工中，需要把汽车搬入沙材，分成几个砂堆。
然后采用推土机，整平，摊铺。
通过与局部的人工铺设方式结合，可以保证垫层的密封效果。
（二）塑料排水管施工及管理真空塑料排水管主要铺设在砂垫层内。
真空预压法在软基处理中的研究及应用
１． Ｓ Ｔ值为 ｌ ２ ； ２ ０ｍ，Ｐ ６～ ８ 以下为花 岗岩风化残 积层 ， 埋藏深
度 ４ ６ ０— ０ｍ不等。 设计 要求 预压加固后土壤平 均固结度不低 于 ９ ％ ， ５ 设计
［ 定稿 日期 ］００— ８—０ ２１ ０ ３ ［ 作者简介 ］ 张艳芬（９ ０～） 女 ， 士， １８ ， 硕 教师 ， 工程师。
出， 孔隙体 积慢慢缩 小 ， 地基发 生 固结变 形 ， 同时 ， 有效应 力 逐渐提高 ， 地基强度逐渐增长 。真空预压法 由排水系统 和抽 真空装置组成 ， 排水系统 由砂井或塑料排水板 等竖 向排水 体 组成 ， 目的是增加土 层 的排 水途 径并缩 短排 水距离 ， 少 其 减 软土 固结所需 的时间 ； 抽真空 装置 由射流 泵抽 气实 现 ： 需 在 要加 固的软基表面覆盖沙土并铺设不 透气 的薄膜 ， 借助射 流 泵和埋设在砂垫层 中的管道 ， 将膜下土体 间的空气抽 出形 成 真空 ， 使土体排水而压密 Ｊ 。
际机场二期工程南停机坪地基加 固工 程的实 际应用 ， 对真 空
预 压 法 主 要 工 法 进 行 了研 究 分 析 。
３ 真 空预压 地基 处理 施工 工艺
工 程地 质勘 测 显 示 ， 工 程 淤 泥 层 上 部 覆 盖 透 水 层 ， 本 须加 固 软 土 地 基 ， 排 水 固结 法 的 一 种 类 型 ， 是 其
在 本工程中 ， 若采用堆载预压 ， 堆载高度至少 ５— 将影 响 ８ｍ，
现有机场 的飞行安全 ， 并且工期较长 。故改用塑料 排水板 ＋ 真空预压法处理该 工程地 基 ， 主要参 数要求 ： 下真 空度不 膜 小 于 ８ Ｐ ， ０ｋ ａ 弯沉盆直径不小于 １０ｍ， ０ 盆底弯沉降量不 大于 ２ ｍ， ５ｍ 预计抽 真空工期 ６ 。 ０ｄ
真空预压法中真空传递和加固深度的探讨
・
６ ・ Ｏ
第３ ８卷 第 １期 ２ ０ １２ 年 １月
山 西 建 筑
ＳＨＡＮＸＩ ＡＲＣＨＩ ＴＥＣＴＵＲＥ
Ｖｏ１３ ． ． ８ Ｎｏ １
Ｊ ｎ ２ ２ ａ． ０１
文章 编号 ：０ ９ ６ ２ （０ ２） １０ ６ －２ １０ － ８ ５ ２ １ ０ —０ ０ ０
然而真空在排水通道 中传递会发生 不同程度 的衰 减 ， 即发生井 阻 实例 的排水通道打设深度基本都是 １ 因此在统一 的真空预压 ０ｍ， 同样的处理深度 条件下 ， 造成 如此 巨大 的真空度 传递差 异 效应 ， 如何 保证真空在 排水通 道 内的有效 传递 ， 使排水 通道 内形 工 艺、 成有效 的真 空度 是保 证 整个 加 固深度 范 围 内加 固效果 的前 提 。 应归结 于不 同研究者采用 了不 同的真空测试方法。
关 键 词 ： 空传 递规 律 ， 固深 度 ， 下水 位 真 加 地 中 图 分 类 号 ：Ｕ ４ Ｔ ４７ 文献标识码 ： Ａ
真空预压法在软土地基加固中应用
真空预压法在软土地基加固中的应用1 概述真空预压加固软土地基处理技术在水运工程中取得了广泛应用，对缓解我国港口陆域用地紧缺，实现资源合理利用起到了重要作用。
一般来说真空预压法适用于粘性土为主的软土地基，土体一般塑性指数不大于25，含水率不大于85%。
温州瓯飞围垦区吹填及软基处理工程中的道路区，加固土体主要为新吹填的淤泥，含水率超过100%，呈流塑状态，表层承载力几乎为零，通过正常回填形成砂垫层工作层，难度很大；另外，加固土体含水量大，工期紧，对水平排水系统效率要求很高。
针对工程施工上的难点、重点，对真空预压施工工艺进行了改进，采用了铺设“竹架”结合水力吹填形成砂垫层的方法。
同时，在工期紧张的情况下，为加快土体固结速度，增加了短塑料排水板施工。
实践表明该种工艺能够满足施工需求，加固效果理想。
2 工程概况2.1 设计要求该工程场地为围垦淤积形成，吹填淤泥层平均厚度约 3.0m。
设计采用真空预压法对地基进行处理，要求处理后0～2.0m深度内地基承载力特征值fak≥80kPa，2.0～6.0m深度范围内地基承载力特征值fak≥60kPa。
2.2 吹填淤泥特性吹填淤泥主要物理力学性持指标如表1所示。
加固前进行的双桥静力触探试验表明，0～1.5m深度范围内锥尖阻力为0Mpa，1.5～3.0m 深度范围内锥尖阻力约0.01～0.05Mpa。
与一般的软土相比，该吹填淤泥的含水量高，孔隙比大，液性指数大。
3 施工工艺的改进3.1 砂垫层施工工艺的改进在真空预压软基加固施工过程中，砂垫层既是水平排水通道，又是为机械施工提供作业平台。
在本工程中，由于土层表层为平均厚度3m的淤泥层，基本没有承载力，若采用直接回填的方法，回填的砂混入淤泥中，无法形成垫层，后续施工也将无法进行。
为解决这一问题，通过对比类似项目研究分析结合现场实验，采用铺设纺织布结合“竹排”形成第一层持力层，然后水力吹填形成砂垫层的改进方法。
具体做法：在淤泥面上铺设一层纺织布，再铺一层竹架，最后在竹架上再铺一层纺织布，利用纺织布的抗拉性和竹架的整体刚度在地表形成持力层。
真空预压法加固软土地基施工技术研究
２ ２ ９・
工 程 科 技
真空预 压法加 固软土地 基施工 技术研究
武 宏 ’ 景 卫清 董 丁 明 。 薛跃 武 景 宏 伟 ｓ
（ 、 西省 延 安 市 昊起 县 农 村公 路 管理 站 ， 西 延 安 ７ ６ ０ ２ 陕 西省 交通 建 设 集 团公 司榆 靖 分公 司 ， 西 榆 林 ７ ９０ １陕 陕 １０ ０ 、 陕 １０ ０
（）真空射流装置的改进 。 ２ 考虑 到射流真 空装 置离心泵 和电机裸露 在外 面 ，遇到 阴雨 天气 需要停泵进行 遮盖的 问题 ，经过改进 ，将 国 内现在流行 的离心泵 式射 流真空装置改成潜水泵式射流真空装置 ， 并将 射流箱与真空泵共 同安装在一起 ，同时 电缆 采用防水绝缘 型密 封电缆 ，不仅 缩短 了 抽水 途径 ，而且提 高了在雨季施工 的工作效 率。 ４ 结 论 通过 本试验路段 真空预压法 的施 工技术 研究 ，认为 ： （） 在高等级公路 软基处理过程 中 ，采 １ 用真 空预压法可 以达 到加固软基 的 目的 ，而 且该方法 具有缩短预压工期 、节约成本 、提 高加 固效 果的特点 ，通 过实践证 明是 一种 较 为经济合理的软基处 理方法 。 图 ２ 真 空 预 压 法 施 工 工 艺流 程 图 （） 在 真 空 预 压 处 理 方 法 中 ，纵 向排 水 ２ 设 ３ ，铺设前应在工 厂热合成型 ，且 每道 缝热合两 次 ，确保 有 体 系的性能直接影 响加 固效果 。通过理论分析 、实测数据 比较 等 层 足够 的拉力 。因密封膜厚度 较薄 （ 仅为 ０１～ ． ｍ ） ．２ ０１ ｍ ，故在铺 设 证 明 ，采用塑料排水板作 为纵 向排水体 ，其 真空传递 、加 固效 果 ４ 过程 中应 随时检查每层 薄膜 的完整性 ，发现 破损及漏洞后 及时采 等方面都优于袋装砂井 等其他方法 。 用 Ｐ Ｃ ４ 胶进行粘补 。 Ｖ ６１ （） 实践 证明 ，塑料排水板深 度范 围内的土 体 ，在真空压 力 ３ ２２ ．５压 膜 沟 。 ． 作用 下均发生 向路堤 中轴 线的水平位移 ，在路堤 填筑荷载作用 下 压膜沟按设计要求挖至粉质粘土 以下 ５ ｃ ０ｍ，压膜沟壁用铁锨 发生朝坡 脚 向的水平位移 。向路 堤 中轴线的水平位移 远大于朝坡 铲平 ，要求光 滑 ，不 能有 隆起或 尖刺 ；然 后将 密封膜顺 沟压人 ， 脚 向的位 移 ，说 明土体在 真空 预压 后路堤填筑荷 载作 用下基本 等 开始 回填 粘土 ，并在土 中加 入一定量 的水 ，分层 用人工踩 实 ，以 于竖 向的单 向压缩变形 ，路基是稳定的。 确保 压膜 沟部位 的密封性 。 （）采用 真空 预压法处理该段 高等 级公路高填 方路堤 的软土 ４ ２ ． 工 布 及 砂砾 垫层 。 ． ６土 ２ 地基 ，其 最终沉 降量 比纯堆 载预 压时 小 ３ ％ ，工期 能节 省 １ ， ０ ／ ３ 因该 沟填方高 度为 ２ ． ８９ ｍ，属 于高填方 路段 ，为保护 密封膜 且工后沉降量满足设计要求 。 在 施 工 中不 被 破 坏 ，要 求 在 膜 上 铺 设 ３ ０／ ｚ 土工 布 一层 ，其 铺 ０ ｇｍ 的 参 考 文 献 设 采用现场缝 制而成 ；并且在铺设 土工布时 ，随时清理膜 上残 留 ［］ 基处理手 册编写委 员会 ． １ 地 地基 处理手册【 ． 京 ：中国建筑 工 Ｍ】 北 的砂粒 ，以确保密封膜 的气密性 。 业 出版 社 ，２ ０ ０ ０：５ — ２ ５８． 铺设完土工布后 ，在上面再铺 ３ ｃ ０ ｍ砂垫层 ，以缓 冲上部路基 【】 ２董志 良． 栽及 真 空预 压砂 井地 基 固结解 析理 论［． 堆 Ｊ 水运 工程 ， ］ 填土 时机械碾压对密封膜 的影 响 ，然后进行路 基第 一层 约 １ ｍ 的 １９ （） — ． ． ０ ９ ２ １ ：１ ７ 素土填筑 ，该层 土的填筑可采用 施工机械进行 ，但 需采用静 压法 【］ ３柴玉卿． 真空堆载联合 预压 法的 固结与渗 流研 究【】 Ｄ． 南京 ：河 海