对真空预压法软基处理中孔隙水压力的分析
真空联合堆载预压法软土地基处理施工技术
真空联合堆载预压法软土地基处理施工技术摘要：高速公路路基施工阶段，常会遇见软弱地质土层，如果弱地基处理方案不适当，在车辆载荷的持续影响下，容易出现不均匀沉降，导致高速公路路面裂缝、坑槽等病害，严重影响公路路用性能和使用安全。
现阶段，针对软土路基的加固补强方法很多，其中堆载预压可以产生超净孔隙水压力，加速路基排水固结，从而有效增大路基中有效应力，提高其结构稳定性。
在高速公路软土路基加固方面，土石堆载预压应用广泛，但堆载预压结束后必须将土石装运到指定的场地，不但需要消耗大量的土方，而且会占用土地资源。
如果工程项目本身土地资源紧张，但水资源丰富，则可以充分利用水资源装载水袋，结合真空联合堆载预压法两种方式，采用联合堆载预压施工技术。
基于此，本篇文章对真空联合堆载预压法软土地基处理施工技术进行研究，以供参考。
关键词：真空法；堆载预压法；软土地基；处理施工技术引言软土在我国东南沿海地区分部广泛，因其承载能力较差，需要对软土地基进行加固处理方能进行建筑施工。
真空联合堆载预压法以其施工简单、工期短、加固效果良好等优点得到了广泛的应用。
真空联合堆载预压法施工通过大型机械在软土路基中打设竖向排水井，随后通过在软土路基上一定方式的加荷，逐步排出软弱黏土层中的孔隙水，最终软土路基得到了固结压缩，路基强度得到了大幅度提高、减少了工后沉降及不均匀沉降。
真空联合堆载预压处理软土路基能有效地解决工后沉降过大、路堤施工稳定性及工期过长的问题。
然而，在实际工程施工过程中，部分施工企业并未真正掌握该方法的本质，盲目加快堆载的速度，不控制加荷速率，导致出现一些路堤滑坡、塌方等事故。
因为，本文探究真空联合堆载预压法软土地基处理施工技术的应用分析。
1软土地基1.1软土地基危害分析含水量比较高所带来的危害。
因为软土地基含水量通常在35％～75％之间，使得部分地区的软基出现流动现象，地基稳定性明显下降，一旦受到外界压力，会给地基的正常施工带来较大影响。
真空预压和堆载预压的异同比较和分析
一、绪论预压法是在建筑物建造前;对天然地基或对已设的各种排水体如砂井和排水垫层等的地基施加预压荷载如堆载;真空预压或联合预压;使土体固结沉降基本完成或完成大部分;从而提高地基土强度的一种地基处理方法..排水固结法是一种新兴的软基加固方法;此法是利用天然地基土层本身的透水性或设置在地基中的竖向排水体;通过预先在地表进行加载预压或利用建构筑物自身重量使土体中孔隙水逐渐排出;土体逐渐固结;地基土逐渐压密;强度逐步提高的方法..因其处理的地基面积大且兼有投资小、见效快、施工简单的特点;所以广泛应用于高速公路和水利堤坝等建筑工程中..排水固结法中的堆载预压法和真空预压法是常用的两种方法;本文将从加固的机理、侧向变形、施工工期和加固效果、应力变化多方面对这两种不同的处理方法进行比较和分析..二、真空预压和堆载预压的机理分析1、土体的假定为了便于说明问题;对土作如下假定：1土是弹性体；2土是均质、各向同性且饱和；3土的压缩完全由孔隙体积的减小引起;土粒和孔隙水是不可压缩的；4堆载是一次瞬时施加..2、堆载预压法的加固机理堆载预压是在增加土体总压力的基础上;来增加土体的有效应力..以土料、砂料或路堤自身作为荷载;对被加固的路基进行预压..软土地基在此附加荷载作用下;产生正的超孔隙水压力..经过一段时间后;超孔隙水压力逐渐消散;土中有效应力不断增长;地基土得以固结;产生垂直变形;同时强度也得到提高．用堆载预压法进行加固正常固结土地基的情形如图2所示;图中的塑料排水板是为了缩短加固时间、加快固结过程而设置因此;经过堆载预压加固的土体强度得到了提高..3. 真空预压机理真空预压和堆载预压同属于排水固结法;真空预压时;我们在加固区的地面上抽真空造成负压;土体孔压逐渐降低;降低的孔压转变为土体的有效应力;这就是真空预压使土体产生固结的基本原理.. 真空预压法早在1952年由瑞典土工研究所的Kjiellman教授提出：他阐述了在真空预压过程中孔隙水压力降低、有效应力增加的正确观点..在软基中设置竖向排水通道砂井或塑料排水板等然后在地面铺一层砂垫层;再在其上覆盖一层不透气的薄膜;在膜下抽真空;形成压力差;这个压力差称之为“真空度”;在砂垫层中形成的真空度通过垂直排水通道向下传递;从而引起土中孔隙水压力降低;使土体孔隙中的气和水沿着垂直排水通道渗流;最后汇至砂垫层被泵抽出;达到排水固结的效果;如图3所示：在真空预压加固完成;土体固结完成后;相应的有效应力圆移到位置2处;从图4可知;加固后平均应力增大了;但应力圆的半径没有变化;这表明地基土的强度增大了;而剪应力却没增大;所以在加固过程中不会出现地基失稳的情形..当停止抽真空后;被加固的土体由正常固结状态变成超固结状态．士体中的强度沿超固结强度包络线返回到图4中的E点;E点比I点具有更高的抗剪强度;因此;经过真空预压加固的土体强度得到了提高..三、真空预压和堆载预压的异同比较和分析1 机理过程的比较从上述的比较可知;真空预压法和堆载预压法加固土体的固结过程相似;只是初始条件、边界条件不同..2 适用条件的比较堆载预压对所加固的土层没有特别的要求..而真空预压则要求在所加固的土层范围内不能出现有足够水源补给的透水层如夹砂层;透水层的存在会影响密封效果;进而影响真空度和加固效果..因此在决定采取真空预压处理方案前一定要查明地质情况;确保加固范围土层的“密封”性..3 侧向变形的比较3.1 堆载预压法的侧向变形在堆载预压法中;加固后在距离地表一定深度的点;水平向有效应力的增量△..的衰减大于竖向有效应力的增量△的衰减;所以侧向变形呈膨胀趋势;土体产生朝加固区向外的位移..3.2 真空预压法的侧向变形对真空预压法来说;由于土体增加的有效应力是球应力;各方向增量均相等;因此只产生侧线收缩变形;土体产生朝加固区向内的位移..3.3 结论由于有效应力变化情况不同;真空预压产生的土体变形情况不同于堆载预压..真空预压时;土体受到各向相等的固结压力发生固结并产生整体收缩现象;因而在发生沉降的同时也产生向里的水平位移..而堆载预压产生的固结压力是不等向的;除了加固区中心地表以下的浅层土体单元外;一般开始时都要产生侧向膨胀;根据实测和计算结果;真空预压时最大的水平位移一般发生在加固区边缘的地基表面；堆载预压时最大的水平位移并非在地表;而是在地表以下一定深度处..真空预压时;周围土体由于产生收缩变形而开裂;裂缝一般平行于加固区的边线..堆载预压时;堆载区周围的土体由于侧向挤出而发生隆起变形..在产生相同垂直变形的情况下;真空预压法的加固效果要好于堆载预压法..4 加载方式的比较由于真空预压时土体不会产生剪应力;即使真空荷载一次性施加上去;地基土也不会发生剪切破坏;从而可以缩短工期..而堆载预压时则必须控制加载速率;使荷载增加的速度与地基土强度增加的速度相适应..5 施工工期和加固效果的比较由于堆载预压过程中土体容易发生失稳剪切破坏;所以要控制堆载的速率;进行分级加载..而真空预压过程中不会出现失稳的情况;无需分级加载;因此在相同的条件下真空预压的施工工期要短于堆载预压的工期..许多室内和现场试验都证明饱和软粘土的剪应力的增大会引起剪切蠕动从而导致强度衰减 ..真空预压法中土的强度增长是在等向固结过程中实现的;抗剪强度提高的同时不会伴随剪应力的增大;从而不会产生剪切蠕动现象;也．就不会导致抗剪强度的衰减;而堆载预压法则相反;所以在同样的情况下;真空预压法处理的地基的抗剪强度增长率比堆载排水预压法要大..堆载预压法中土体是向着加固区外移动的;而真空预压中土体是向着加固区内移动的;所以二者发生相同的垂直变形时;真空预压法加固的土体密度更高..四、结束语堆载预压法是通过增加土体中的总应力来提高土中的孔隙水压力;等增加的孔隙水压力消散后才增加土体的有效应力;而真空预压法则是保持总应力不变;降低了孔隙水压力;一开始就增加了有效应力;从而很好地解决了路堤填土中工程进度与施工质量、安全之间的矛盾..在目前高速公路建设工期紧张的情况下;真空预压法能争取到较大的预压期;这对减小工后沉降是有益的..真空预压施工设备简单;费用省;其最显着的特点是无需大量加载材料;但真空度的提高和维持受到客观环境影响较大;难以有效控制．同时预压值廿土受到一定限制且对深层软土的处理效果较差..纯堆载顶压处理在加固深厚软土地基时比真空顶压处理优势明显..现将二者的异同整理如下：1堆载预压法中;土体中的总应力是增加的；而真空预压法中总应力没有增加..2堆载预压法中;土体孔隙中形成的超孔隙水应力是正值；而真空预压法中;土体孔隙中形成的超孔隙水应力是负值..3堆载预压法中;超孔隙水应力消散而使有效应力增加；真空预压法中;有效应力增加是依赖孔隙水应力的降低来实现的..4堆载预压法中;必须控制加荷速率;一般荷载是要分级施加的；真空预压法中..可连续抽真空至最大真空度..5堆载预压法对地基的天然抗剪强度有一定的要求；真空预压法对地基的天然抗剪强度没有要求;但加固范围内不能有强含水层存在..6真空预压法和堆载预压法都属于排水固结法;真空预压法是通过降低土体中的孔压来达到加固土体的目的;而堆载预压法则是通过增加土体中的总应力来达到加固土体目的..7真空预压和堆载预压在土体中产生的强度和变形规律并不一样..真空预压使土体产生等向压缩;不会产生剪应力;因此真空预压更适合于工期要求紧的超软地基加固..8真空预压时;加固区内的地下水位并没有降低;降低的只是孔隙水压力中的大气压力部分;因此;加固区中的土体可以按饱和土体考虑..9在加固区周围;土体中的水位可能会降低;并对加固区和周围的土体产生一定的影响;应重视真空预压与边界的相互影响关系;边界的密封与否是真空预压成败的关键因素..10堆载预压的有效加固深度取决于堆载在土体中产生附加应力的大小；真空预压的有效加固深度则取决于砂井的阻力和土体的渗透系数;对于一般的软土地基;可以认为其加固深度与砂井的打设长度基本一致..11由于加固机理不同;真空预压的加固效果并不能简单地认为与垂直压力相同的堆载预压相同;应该进行进一步的理论研究和试验工作;在此基础上研究真空预压固结变形和强度增长的常规算法;以便于工程应用..。
真空预压施工常见问题与应对措施分析
真空预压施工常见问题与应对措施分析摘要：真空预压软基加固技术已经发展的逐渐成熟同时在很多的领域得到良好的应用，在真空预压施工里面的质量控制对于整个软基加固工程质量具有的非常重要的作用。
本文结合了本人多年来真空预压软基加固施工经验同时参考有关的文献论述了真空预压施工里面质量控制的关键点，同时针对于这些关键点提出有关的应对措施，以求对于同行业的施工有所参考。
关键词：真空预压质量控制应对措施引言真空预压方法是我国目前非常流行的可以有效进行软土地基加固的方法，本文将依据来自生产一线的大量施工经验以及结合有关的研究成果提出真空预压软基加固施工质量含有的控制药店与影响施工质量里面比较常见的问题并提出有关的应对策略。
1.软基真空预压处理的基本原理真空预压前应该在地基的上面铺设砂垫层等水平排水层里面打入袋装砂井或者是排水等垂直排水的通道，之后在砂垫层上面铺设塑料密封模，之后将四周埋设到不透气层顶面以下达到50.0cm，使得地基与大气层隔离开来，之后在采用射流泵在密封膜下面抽空真空形成负压降低地基内部孔隙含有的水压力。
通过这些努力增加了地基的有效应力，使得土体加固来提高地基的承载能力。
真空预压排水系统可以分为施压排水系统、密封系统以及排水系统。
真空预压加固含有的主要技术难点与施工的关键点在于保证真空设备的效能、地基深部真空度的传递与维持等。
在进行加固的时候始终的保持横向与竖向排水系统里面的真空传递损失，对于真空度的产生、深部传递与维持是软基加固成功与否的核心技术。
所以，对于真空度的传递过程采用的积极有效的控制措施是真空预压施工控制里面的核心内容。
2真空预压施工的要点分析2.1铺设砂垫层将地基的表面含有的杂物清理干净以后开始铺设排水的砂垫层，利用的为粗砂里面含沙量小于等于3.0%、干密度大于1.5t/m3，渗透系数大于1.0*10-2cm/s，同时不能含有有机质与垃圾等杂物，尤其是贝壳与尖锐的石块等，以避免划破真空膜。
真空预压软基处理
真空预压软基处理1.进行真空预压处理的需要我国沿海地区分布着大量近代沉积的软土地层,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和一定的结构性，在这种软弱地基上修建工程必须进行加固处理。
目前多采用技术上较为成熟、费用较为节省的排水固结法。
真空预压属于排水固结法，真空预压法是在地基表面铺设密封膜，通过特制的真空设备抽真空，使密封膜下砂垫层内和土体中垂直排水通道内形成负压，加速孔隙水排出，从而使土体固结、强度提高的软土地基加固法。
真空预压法适用于加固淤泥、淤泥质土和其他能够排水固结而且能形成负超静水压力边界条件的软粘土。
1980年，交通部第一航务工程局科研所(天津港湾工程研究所)在天津新港开展现场试验研究，解决了实用密封薄膜、抽真空装置及关键施工工艺,使该法达到实用阶段,并于1982年末成功地应用于天津新港软基加固工程中。
1983年该法的研究列入“六五”国家科技攻关项目1985年通过国家技术鉴定,并获“六五”国家科技攻关奖；1987年2月取得国家专利权(专利号(申请号)85108820)，并于1989年被评为中国专利优秀奖；“七五”期间，该法被列为国家计委重点推广新技术的第28项，同时被列为“七五”期间交通部《通达计划》推广新技术项目之一。
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实际应用，取得了良好的技术经济效果。
2.进行真空预压处理的优点(1)加固过程中土体除产生竖向压缩外，还伴随侧向收缩，不会造成侧向挤出，特别适于超软土地基加固。
(2)一般膜下真空度可达600mmHg，等效荷重为80kPa，约相当于4.5m堆土荷载；真空预压荷重可与堆载预压荷重叠加，当需要大于80kPa的预压加固荷重时，可与堆载预压法同时使用，超出80kPa的预压荷重由堆载预压补足。
(3)真空预压荷载不会引起地基失稳，因而施工时无须控制加荷速率，荷载可一次快速施加，加固速度快，工期短。
真空预压下软土地基的固结特性和沉降计算方法
第19卷第3期2022年3月铁道科学与工程学报JournalofRailwayScienceandEngineeringVolume19Number3
March2022
真空预压下软土地基的固结特性和沉降计算方法
王思刘，张冬琪，陈纪胜，黄欣，王靖博，傅旭东(武汉大学土木建筑工程学院，湖北武汉430072)摘要：地基在真空排水预压条件下产生负的孔隙水压力，但其沉降计算是将膜下真空度作为等效荷载作用于地基上，按照堆载预压沉降计算方法进行的。因此，研究负孔隙水压力下土体的三向固结特性与沉降计算方法具有重要意义。对负孔隙水压力下的典型饱和软黏土样进行三向固结试验和标准固结试验，并将试验结果进行对比分析。建立真空排水预压固结微分方程，根据排水砂层和竖向砂井的边界条件对微分方程进行求解。基于按应力定义的固结度，提出考虑负孔隙水压力和土体三向变形影响的固结沉降计算方法。开展真空排水预压室内模型试验，并根据试验结果确定计算参数的取值范围。研究结果表明：三向固结试验测得的固结系数在3×10−3cm2/s～4×10−3cm2/s之间，是标准固结试验测得的固结系数的40倍左
右；真空预压排水条件下的竖向和径向固结微分方程与砂井固结理论方程具有相同的形式，但排水边界的孔隙水压力为负值；所提出的沉降计算方法得到的固结沉降计算值与实测值最大误差为12%，总沉降修正系数为0.98～1.18时计算值与实测值吻合较好。研究结果对于准确确定真空排水预压法预压工期和工后沉降具有一定参考价值。关键词：真空排水预压法；负孔隙水压力；三向固结试验；模型试验；固结度中图分类号：TU470文献标志码：A开放科学(资源服务)标识码(OSID)文章编号：1672-7029（2022）03-0674-09
Consolidationcharacteristicsandsettlementcalculationmethodofsoftsoilfoundationundervacuumpreloading
QC成果-运用真空预压法确保软地基固结度
实施中遇到的问题及解决方案
问题一
密封不严：在施工过程中，可能出现砂袋或 塑料薄膜破损，导致密封不严。
解决方案一
加强检查与维护：定期检查砂袋和塑料薄膜的 完好性，发现破损及时修补或更换。
问题二
抽真空效果不佳：由于各种原因，可能导致抽真 空效果不理想。
解决方案二
调整真空泵参数：根据实际情况，对真空泵的参数 进行调整，以提高抽真空效果。
实验结果表明，经过真空预压处理后 ，软地基的固结度明显提高，有效应 力和抗剪强度也有所增强。
提升效果的工程应用
在实际工程中，运用真空预压法处理软地基，可以显著提高 地基的承载能力和稳定性，减少沉降和变形。
通过合理的施工组织和质量控制措施，可以实现软地基的有 效加固，为后续工程建设提供可靠的基础。
05
02
CATALOGUE
QC成果实施过程
实施步骤
步骤一
01
现场勘查：对软地基进行详细勘查，了解其地质结构、土质成
分、地下水位等情况。
步骤二
02
方案设计：根据勘查结果，制定真空预压法的实施方案，包括
预压范围、预压时间、压力大小等参数。
步骤三
03
材料准备：准备足够的砂袋、塑料薄膜等材料，确保施工过程
的顺利进行。
04
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软地基固结度提升效果分析
固结度提升的原理
真空预压法通过在软地基表面施加负 压，使地基中的水分排出，从而减小 孔隙水压力，增加有效应力，促进土 体固结。
真空预压过程中，土体中的气体被排 出，形成负压状态，进一步增强了土 体的密实度和承载能力。
提升效果的实验验证
通过室内模型试验和现场监测数据， 可以验证真空预压法对软地基固结度 的提升效果。
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。
地层分布情况如下：平原区上部地层主要为第四系海陆交互相（Q4mc）淤泥、淤泥质粘土，灰黑土、灰褐色，流～软塑，一般含有20～30%粉砂，分布于沿线场地表层，厚30～60m。
真空预压法在北方某场地工程软基处理中应用探讨
真空预压法在北方某场地工程软基处理中应用探讨摘要：本文基于笔者多年从事真空预压法的应用研究，以真空预压法在北方某场地工程软基处理中的应用为研究对象，论文以整个施工监测流程为线索，首先分析了场地特征，进而给出了施工概况和现场监测情况，最后详细探讨了加固后的效果，全文是笔者长期工作实践基础上的理论升华，相信对从事相关工作的同行能有所裨益。
关键词：真空预压法软基沉降监测软土地基的特点是含水率很高，孔隙比大，压缩性高，强度低，透水性差。
由于压缩性高，透水性差，在建筑物荷载的作用下会产生很大的沉降和沉降差，而且沉降的过程会延续很长的时间，有可能影响建筑物的正常使用，因此需对其进行处理。
真空预压法是近20年来发展起来的一种新型的地基处理方法，由于真空预压在加固软基方面具有施工工期短、加固效果好、经济效益明显等特点，目前已在北方很多地区逐渐被采用。
本文结合我国北方某海洋温泉度假村场地处理工程实例，对真空预压处理软基的效果进行了研究，并通过对沉降数据及测斜数据的分析，得出了合理的结论。
由于现场试验段选择在珠海一软基处理工程试验段，该区域地表特征和土层分布等方面在渤海湾地区具有较强的代表性，因此，研究的结果具有一定的指导意义。
1 工程概况由现场勘察试验可知，所选取试验区软土层厚度为19～20 m，属淤泥和淤泥质粘土，工程力学性质极差，主要表现为抗剪强度低，含水率高，压缩性高等特性。
2 设计及技术要求根据该区软土地基的工程特点及荷载大小，主要的技术要求是：1) 真空预压荷载小于80 kPa；2) 预压加固平均固结度大于85％，连续3天沉降速率小于3 mm/d，可停止抽真空；3) 预压加固后消除软基有害沉降，工后沉降不大于35 cm；4) 排水砂垫层采p 波纹管上设有小孔，用土工织物缠绕形成过滤层，然后场地整平。
随后铺设3层塑料膜进行密封，接着采用射流泵施加真空压力。
由于施加真空压力时，总应力大小不变，减少的只是孔隙压力，孔隙压力是球应力，在土体中不产生剪应力，因此土体不会产生剪切破坏。
真空预压法简介
一．真空预压法简介真空预压法(Vacuum Preloading)是指利用抽真空的方法，使土体中形成一个局部的负压源，通过降低砂井或排水板中的孔隙水压力而使土体中的孔隙水排出，从而增加有效应力来压密土体的地基加固方法。
如图1-1 所示，首先在原地基上打设塑料排水板作为竖直排水体，然后在地基表面铺垫一定厚度的砂垫层，在砂垫层中铺设排水滤管。
将不透气的薄膜铺设在砂垫层之上，薄膜四周买入土中，通过埋设在砂垫层中的排水滤管将膜下砂垫层中的空气抽出，从而使砂垫层和排水板中形成负的真空压力，使排水板和周围土体之间形成孔压差，土体中的孔隙水在压力差的作用下渗流到排水板中，通过排水滤管排出土体，以达到固结的目的。
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组成，根据目前的施工经验，膜下真空度可以维持在85—95kPa 左右，一般的可取80kPa 作为设计压差。
当固结度达到一定的设计要求时停止抽真空。
真空预压法具有以下主要优点：(1) 区别于堆载预压，抽真空形成的压差所产生的荷载，不会使土体产生剪应力，故地基不会发生失稳破坏，载荷可一次快速施加，加固速度快，施工工期短；(2) 加固过程中土体除产生竖向压缩外，还伴随向着加固区的侧向收缩，加固后土的密实度较堆载预压高，处理深厚软基效果更好；(3) 施工工艺、机具和设备简单，能耗低，作业效率高，加固费用低，适用于大规模地基加固；(4) 不需要大量堆载材料，施工中无噪音、无振动、不污染环境；(5) 更适用于狭窄地段、边坡附近的地基加固等。
二真空预压加固吹填土地基室内模型试验研究目前，真空预压法作为一种相对成熟的施工工艺已广泛应用于沿海地区围海造陆工程实践，取得良好的经济效益。
从施工的角度而言，真空预压技术已相对成熟，但吹填土地基的真空预压的理论研究缺远远落后于工程实践的需要，不少理论问题至今未能得到解决，如真空预压中土体中真空度的纵向和横向分布规律，了解真空度在土体中的分布情况将有助于真空预压的理论研究和机理分析。
真空预压在港口工程陆域软基处理中的应用分析
真空预压在港口工程陆域软基处理中的应用分析发布时间：2022-08-24T06:27:05.826Z 来源：《建筑创作》2022年1月第1期作者：谢翔[导读] 随着我国经济的迅速发展，基础建设的能力得到了巨大的提升，填海造地变得更为简单谢翔广州华申建设工程管理有限公司广东广州 510000摘要：随着我国经济的迅速发展，基础建设的能力得到了巨大的提升，填海造地变得更为简单。
对于一些港口码头，在建设过程中逐渐地向着海洋进行延伸。
当然在这个过程中遇到了一些问题，最为典型的就是陆域软基处理的问题。
经过多年施工经验的总结，认为真空预压法能够较好地解决这一问题。
本文针对真空预压在港口工程陆域软基处理中的应用提出几点建议。
关键词：真空预压法；港口工程；陆域软基处理近些年来，随着沿海地区经济的快速发展，我国修建了大量的港口工程。
大部分港口的陆域都是通过疏浚吹填形成，并且我国沿海地区的底土层是由饱和软黏土的厚层组成的。
因为这种种原因，导致地基的承载能力有限，这就形成了港口工程中较为常见的陆域软基问题。
真空预压法是近些年来兴起的一种技术，适用于软土地基的处理。
在港口等水运工程中得到了广泛的应用，缓解了我国港口陆域用地紧缺的问题。
本文针对真空预压在港口工程陆域软基处理中的应用提出几点建议。
一、真空预压法的原理及优点（一）真空预压法原理以大气压力作为预压载荷，在需要加固的软土层地基外表面铺设一层透水砂层作为横向的排水通道。
还要打设竖向排水通道，在砂垫层中铺设好渗水管道。
并在其上铺设好一层土工布与两到三层的不透明塑料薄膜，可以做到与外界大气的隔离效果。
然后将渗水管道与真空气泵连通并进行抽气，使得透水材料保持较高的真空度，土层中的孔隙水中发作负的孔隙水压力，将土中的孔隙水与空气逐步的吸取出来。
从而使得土体凝结。
在抽气之前，薄膜内外都会受到大气压力的作用，土体孔隙中的气体与地下水面以上都处于大气压力状态。
抽干空气之后，薄膜内砂垫层中的气体都要被抽出，其压力就会逐步的降低，此时薄膜内外就会形成一个压力差，使得薄膜紧贴着砂垫层，这个压差就被称为真空压差。
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对真空预压法软基处理中孔隙水压力的分析
摘要：在真空预压法加固处理软基基础的过程中，不同埋深、位置处孔隙水压
力呈现不一样的变化趋势。
真空预压法施工成本相对较低，加固的效果相对较好，在总应力不变的情况下通过减小孔隙水压力来增加有效应力，从而达到增强土体
强度的目的。
目前影响孔隙水压力变化机理还没有全面系统的研究，影响变化的
因素仍需深入研究。
本文章以浙江某体育场软基处理为背景，通过场区内孔隙水
压力监测数据为依托，研究分析真空预压法软基处理中孔隙水压力的变化趋势。
关键词：真空预压法；软基处理；孔隙水压力；
一、基本概念
1.1 孔隙水压力
孔隙水压力，关于孔隙水压应力的一种习惯叫法，指土壤或岩石中地下水的
压力，该压力作用于微粒或孔隙之间。
孔隙水压应力由水的自重应力和超静孔隙
水压应力（外力施加在孔隙水上的应力）两部分组成。
一般来说，只有水位变化，水的自重应力才会改变，而且自重应力不会影响土的固结。
1.2 超静孔隙水压应力
由外荷载引起的孔隙水压应力，称为超静孔隙水压应力。
超静孔隙水压应力
将会随着时间而消散，所以超静孔隙水压应力是时间的函数。
超静孔隙水压应力
称为附加孔隙水压应力更为合适，在加载瞬时为最大，当固结度达到100%时为零。
超静孔隙水压应力是由土体的体积变化趋势引起的，也就是说，超静孔隙水
压应力是土的体积变形性质在不排水条件下的表现。
1.3 孔压差
孔压差是针对超静孔隙水压力消散而言，与静水压力无关。
在加载瞬时，超
静孔隙水压应力尚未消散，孔压差为零，随超静孔隙水压应力的消散，孔压差就
等于某时刻消散的超静孔隙水压应力减去加载瞬时的超静孔隙水压应力（或施加
的外荷载值）。
消散的这部分超静孔隙水压应力，即孔压差，为增加的有效应力值。
二、工程概况
浙江某体育场施工过程中，体育工艺工程对地基的不均匀沉降要求较高。
此
工程采用真空预压法对淤泥质土层进行加固处理，减少后期的工后不均匀沉降。
此工程自表层土开始分别为杂填土、粘土、淤泥、淤泥质粘土，其中淤泥层厚度
二十~三十米。
淤泥层具有含水量高、孔隙比大、压缩性高、灵敏度高、渗透性低、承载能力差、流塑性强等特点，为主要变形压缩层。
根据设计要求：排水板
采用整体式塑料排水板，梅花形布置，间距0.7m~0.8m，插板长度21m~25m，排水板上端高出地表砂垫层50cm。
）在场地内铺设50cm砂垫层，按梅花形插打排
水板。
）真空管与排水板连接要求铺设主、支密闭式真空管及密闭式接头，先将
接头与排水板连接，并用木工枪钉固定；然后铺设主、支真空管，主管和支管采
用变径三通、四通连接，最后将接头与支管连接，并用木工枪钉固定；）真空管
连接完成后铺设一层土工织物，并在土工织物上铺设三层密封膜，膜应在四周埋
入密封沟内；真空系统运行时，逐步提高真空度至0.087MPa以上持续时间不小
于160天。
图1 真空预压法地基处理剖面图
三、真空系统的施工
3.1 施工流程
清理表层杂物、场地平整→铺设50cm中粗砂垫层→插打塑料排水板→铺设真
空滤管→铺设真空膜→膜周边密封处理→真空系统运行。
3.2 砂垫层的施工
砂垫层的施工采用机械配合人工方式进行铺设，由于砂垫层上不方便行走大
型机械，因此在砂垫层铺设过程中垫钢板做为机械行走道路。
同时为了避免砂垫
层与淤泥土发生混合，在淤泥土上部先铺设一层编制土工布，再进行砂垫层的铺设。
3.3 塑料排水板的施工
施打设备采用震动插板机，进行梅花形布置，插打深度21~25m。
打设过程中，尽量控制搭接延续塑料排水板，以保证塑料排水板打设后的排水性能。
杜绝施工
过程中的回带、跟带现象，若回带长度超过500mm，则在板位旁450mm范围内
补插一根，且要严格控制回带的排水板数量。
在施工过程中如发生顶机现象，而
排水板长度未能达到设计要求时，在原板位附近插至设计深度。
3.4 真空管网埋设
真空水平管网采用PVC钢丝缠绕管，真空主管直径为DN50，间距为30m-40 m，通过出膜器及吸水胶管与真空泵连接；真空支管为DN25，间距为两排塑料排水板布设一根，埋设于排水砂垫层顶面下约50cm深。
3.5真空膜铺设
真空膜采用3层0.12～0.14mm聚乙烯或聚氯乙烯薄膜，膜的大小在加工时
应考虑埋入密封沟的部分，留有足够的余地。
铺设时，要顺风向把膜展开，膜不
宜拉得太紧，每边比图纸尺寸要放出3～5m，展开后每层要进行检查修补。
3.6 真空系统运行
抽气开始时，逐级加载，并安排人员在膜沟附近巡查是否有漏气部位，若发
现立即停泵修理，反复寻找，反复修理，直至无漏气点为止。
经过检查、修理，
再抽气提高真空度至0.087Mpa。
真空度维持0.087MPa以上持续时间不小于160天。
四、孔隙水压应力监测数据
根据设计要求，真空预压处理区内共布置有3个孔隙水压力监测孔，每个监
测孔布置7个监测点。
共分3组进行布置，每组7个点，每组监测点从地面向下
每隔3米布置一个监测点。
布置点位如下图：
图1 孔隙水压力监测孔平面布置示意图
取所有监测点孔隙水压力数据进行分析，从真空系统运行开始监测，累计监
测时间50天。
具体数据分析如下：
表1 KX2孔隙水压应力变化分析表
图1 KX1孔隙水压应力变化速率分析图
图2 KX1最大孔压差-埋深变化分析图
表2 KX2孔隙水压应力变化分析表
图3 KX2孔隙水压应力变化速率分析图图4 KX2最大孔压差-埋深
变化分析图
表3 KX2孔隙水压应力变化分析表
图5 KX3孔隙水压应力变化速率分析图图6 KX3最大孔压差-埋深变化分析图
根据监测点孔隙水压应力的变化速率可以看出，随着真空预压的进行，孔隙水压力整体在降低，其变化趋势大致分为三段，前期降低速率较缓，中期降低速率急剧加快，后期速率变得更加缓慢。
中期变化速率基本呈线性变化，且随着深度的增加，孔隙水压力降低的速率在加快。
KX1、KX2、KX3处最大孔压差分别达到105Kpa、81Kpa、97Kpa。
四、总结
综上所述，真空预压法处理软基基础过程中，刚开始预压时，孔隙水压力达到峰值，随着预压的进行，孔隙水压力会降低至一个稳定的值。
同时，根据监测数据分析可知，真空预压法处理软基基础时，孔压差越大，即超静孔隙水压力消散越快，从而排水固结效果越好。
参考文献：
（1）高志义，梁爱华，刘天韵.真空预压中真空度和孔隙水压力测试与分析.天津市港口岩土工程技术重点试验室.2013
（2）龚晓南，岑仰润.真空预压加固软土地基机理探讨.哈尔滨建筑大学学报.2002
（3）梅国雄，徐锴，宰金珉，殷宗泽.真空预压加固软土地基变形机理的探讨.岩土工程学报.2006。