傅亮
摘 要：真空预压固结法是在要加固的软土地基上打设一定间距的塑料排水板或袋装砂井，其上面铺设一定厚度的砂垫层，将不透气的薄膜铺设在需要加固的软基表面的砂垫层上，借助射流泵和埋设在垫层中的管道，将膜下土体间的空气抽出，形成真空，使土体排水而压密，土体的强度也同时得到增长，最终达到固结的目的。真空预压适用于大面积围海吹填造陆工程。
关键词：真空预压 软基处理 填海造地
中图分类号：TU47 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）10（c）-0067-02
目前我国处理大面积淤泥场地用的比较多的方法是真空预压固结法，真空预压固结法是在要加固的软土地基上打设一定间距的塑料排水板或袋装砂井，然后在其上面铺设一定厚度的砂垫层，将不透气的薄膜铺设在需要加固的软基表面的砂垫层上，借助射流泵和埋设在垫层中的管道，将膜下土体间的空气抽出，形成真空，使土体排水而压密，土体的强度也同时得到增长，最终达到固结的目的。
下面就借用笔者曾经做过的一个真空预压的项目来简要说一下真空预压在设计中的具体应用。
1 工程概况
1.1 自然条件
本项目位于天津港附近，多年平均气温为17.8℃，年平均降雨量为501mm，降雨主要集中在6、7、8月，年平均相对湿度为64%。
1.2 地勘资料
根据勘探孔揭露的地层岩性、埋藏分布情况，现从上到下依次评述如下。
②1层：淤泥质黏土（Q4m）。
灰色，饱和，流塑，具高压缩性，土质较均匀，含有机质及少量贝壳碎片，夹粉土、粉质黏土薄层或透镜体，局部相变为淤泥或淤泥质粉质黏土。
本层土在钻孔揭露深度范围内普遍存在，物理力学性质很差，厚度10.80～11.20m。
②2层：粉土（Q4m）。
灰色，很湿-湿，稍密-中密，土质较均匀，含少量贝壳碎片，摇震反应迅速，夹粉质黏土薄层，局部相变为粉质黏土。厚度0.30～4.10m。
②3层：淤泥质黏土（Q4m）。
灰色，饱和，流塑，具高压缩性，土质较均匀，含有机质及少量贝壳碎片，夹粉土、粉质黏薄层或透镜体，局部相变为淤泥质粉质黏土。厚度3.00～6.90m。
③1层：粉土（Q4mc）。
灰黄色，湿，中密-密实，土质较均匀，含铁质，摇震反应迅速，夹粉质黏土、黏土、淤泥质黏土透镜体，局部相变为粉质黏土、粉砂。厚度1.00～5.00m。
④1层：粉砂（Q4al）。
灰黄色，饱和，中密-密实，土质较均匀，以石英、长石、云母为主，砂质较纯，含少量贝壳碎片，夹粉土薄层或透镜体，局部相变为粉土。揭露厚度3.50～6.00m。
1.3 地基处理方案
本次V区陆域总面积为49.35万m2，由疏浚土吹填形成，并晾晒1年多。根据地质勘察资料分析，场地表层主要为②1淤泥质黏土、②2粉土、②3淤泥质黏土等软弱土层，这几层土厚度大、含水率高、强度较低、压缩性高、土体指标差，必须进行加固处理，方能满足场区的稳定及使用要求。地基处理采用真空预压法处理总面积为39.77万m2。
考虑到处理面积较大，将整个真空预压区分成A～B两个区块，每个区块按面积2万～3万m2分成若干个小区。其中A区划分为A1～A4区，处理面积为9.64万m2；B区划分为B1～B13区，处理面积为30.13万m2。
1.4 具体方案
（1）根据实测，区内泥面标高在+1.9～+3.7m，且部分区域存有积水，因此施工前需将积水排空，然后对淤泥表面依次铺设1层土工布、2层荆芭和1层土工布进行处理，再推填素填土找平以形成工作垫层，找平标高根据各分区标高综合确定。在工作垫层上铺设0.4m厚的中粗砂垫层形成水平排水通道。
（2）施打塑料排水板，间距1.0m，按正方形布置，排水板插入淤泥质黏土层，并距离③1粉土层顶面1.0m。排水板深度根据各处理分区的土层分布情况综合确定。
（3）铺设相应的监测设备，以便进行施工监测与检测。
（4）真空预压区边界处采用密封墙进行密封处理，区块内分区之间设密封压膜沟。封墙采用双排泥浆搅拌桩，搅拌桩直径为700mm，搭接宽度200mm。密封压膜沟必须切断透水、透气层，不透气土层深度约1.0m。密封压膜沟用黏土回填并压实，压实度不小于90%。
（5）铺设滤管，主干管间距25m左右，滤管间距4m左右，均采用直径63.5mm的软式滤管。
（6）排水板上部铺设密封性好，韧性、抗老化性能及抗穿刺能力强的专用密封膜，每个区的密封膜面积应大于处理面积。在密封膜上需覆水保护，厚度为0.5m。
（7）每个处理区按800～1000m2一套均布7.5kW真空射流泵，并设置备用真空泵。
（8）真空预压处理前需要对真空泵进行试抽，检查密封膜是否出现破损。当膜下真空度稳定地保持在85kPa以上，且均匀分布，并稳定抽气72h后可开始计时，并转入正常抽真空阶段，有效满载预压时间不低于90天。
（9）根据沉降—时间曲线推算固结度，处理后地基土的平均固结度大于90%以上方可卸载。
1.5 施工技术要求
（1）场地平整及铺设砂垫层。
场地平整前需对处理范围内的耕植土、植物、砖石及障碍物等进行清除，并将区内的积水排干、晾晒。排水砂垫层采用中粗砂，含泥量<5%，渗透系数不小于5×10-3cm/s。
（2）施打排水板。
①排水板施工前按10m×10m间距进行探摸以确定插板深度。
②剪板时，砂垫层以上的塑料排水板外露长度应大于25cm，插板后應将板头埋进砂垫层中。endprint
③在施打塑料排水板過程中严禁出现扭结、断裂和撕破滤膜等现象。
④打板后应将板口处淤泥清除干净，再将板头埋入砂垫层中间。
（3）密封压膜沟及密封墙施工。
密封压膜沟采用黏土回填并压实，压实度不小于90%。密封沟要挖至不透水层顶面以下不小于1m，挖沟时对沟内的塑料排水板不能剪断，应沿沟边向上插入砂垫层中。
（4）铺设滤管。
①滤管采用直径63.5mm的软式滤管，管体打孔并外包滤布作为过滤层，滤布要求只透水气不透砂，包裹滤管时应无破损，包扎严密。
②滤管在埋入砂垫层中前，主管及其他监测仪器的出膜装置的开口部分暂时用布包好，防止砂子进入管内。
（5）铺设密封膜。
①密封膜采用三层聚乙烯或聚氯乙烯薄膜，其面积要大于加固场地面积，要求每边应大于加固区相应边4～5m，同时要考虑密封膜埋入密封墙的部分；当需要粘结时，搭接宽度不小于20cm。
②铺设密封膜前需在砂垫层上铺一层无纺土工布，并清理影响铺膜的障碍物。密封膜铺设后，采用黏土回填压膜沟，并分层压密，密封膜及土工布上的覆土厚度不等小于1m。
③抽气之前需再次仔细检查密封膜，发现破裂缝等及时修补。确认无误后在密封膜上覆水进行保护，厚度为0.5m。
（6）真空泵安装。
①真空泵按800～1000m2一台均匀布置在加固边界附近。
②真空泵功率不小于7.5kW，泵的出口压力为96kPa。
（7）真空预压处理。
①真空预压期间应保证膜下真空度大于85kPa，在真空预压过程中若加固区外出现地表裂缝，向下延伸可能影响膜下真空度，应将裂缝进行密封。
②为避免膜内真空度在停泵后很快降低，在真空管路中应设置止回阀和截门。
参考文献
[1]娄炎.真空排水预压法加固软土技术[M].人民交通出版社，2002.
[2]赵维炳.排水固结加固软基技术指南[M].人民交通出版社，2005.
[3]中华人民共和国交通运输部.真空预压加固软土地基技术规程[M].人民交通出版社，2009.
[4]中华人民共和国交通运输部.水运工程塑料排水板应用技术规程[M].人民交通出版社，2009.endprint
