真空预压处理软弱地基施工技术研究

摘要：真空预压施工噪音少、场地干净、环境污染小，可以文明施工，真空预压设备简单、轻便、容易操作。相比传统的方法，缩短了施工周期，提高了施工建设速度，具有较高的社会效益和经济效益。

关键词：真空预压；施工；社会效益

中图分类号：TU74文献标识码： A

一、前言

我国沿海不少地区，第四纪海相沉积层厚度大，土的粒径细，天然含水率高达47～60％，孔隙率已高达1.3～1.4。由于这些软弱地基的软土性质软弱，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，给建筑工程的地基和基础施工技术带来困难，若对软弱地基认识不足，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，影响建筑物的安全和正常使用。因此，合理而有效的处理软弱地基保证建筑工程安全质量重要保证措施之一。

二、工艺原理

真空预压法包括排水系统、抽真空系统和密封系统三方面的施工工艺。在需要加固的软弱地基表面铺好砂垫层，打设塑料排水板、埋设滤水管，再在砂垫层上铺设不透气的塑料薄膜，利用钢丝橡胶软管将滤水管与真空泵连接，利用真空泵将密封膜下的空气抽出。连续抽真空造成膜内外压力差，土体中孔隙水产生渗流，在真空的吸力作用下，通过塑料排水板、砂垫层、滤水管将土体中的孔隙水排出膜外，从而降低孔隙水压力，增加有效应力，使土体产生固结，减少后期沉降，提高地基承载能力。

三、施工准备

1、开工前水通、电通、路通，技术准备、材料准备、主要机具准备齐全。

2、认真熟悉图纸和施工技术规范，编制施工方案和技术交底。

3、搜集详细的工程地质、水文地质资料，邻近建筑物和地下设施的类型及分布和结构质量等情况。

4、施工前进行工艺设计，包括管网平面布置，排水管泵及电器线路布置，真空度探头位置、沉降观测点布置以及有特殊要求的其他设施的布置等。

5、塑料排水板、真空滤水管、聚氯乙烯薄膜等原材料质量检验项目、批量和检验方法，应符合国家现行标准的规定。

四、场地平整

1、根据设计图纸测设地基处理边线桩。

2、对地基处理范围内的耕植土、树根、浮泥、砖石及障碍物等进行清除。

3、场地内如有积水要分区分块挖沟排干、晾、晒。

4、场地原则上做成中间略高、两边稍低约1%的横坡。

5、场地平整后要进行高程测量，每隔30-40m 测一个断面，边、中、边不小于3点，做好记录。

五、密封墙搅拌桩施工

如果地基中存在透水夹砂层，则地下水可能通过边界源源不断地流向加固区，产生漏水现象，当加砂层埋深较浅时，由于边界水位的下降还可能导致漏气现象，从而影响加固效果，问题严重的将导致真空预压的失败，所以真空预压前应对地基情况了解清楚。

六、砂垫层铺设

根据设计要求确定砂垫层的厚度，砂垫层共分为两层，其中密封膜以下为砂垫层为主要起水平排水和传递真空度的双重作用。密封膜上的砂垫层为保护密封膜设置的。

1、砂垫层用砂质量要求：一般采用干净的中、粗砂，其技术指标须满足设计和规范要求砂层的渗透系数不小于1x10-20mm/s，含泥质不大于5%。

2、作为水平排水通道的砂垫层，厚度不小于400mm，施工分两层填筑，第一层先铺填200mm，整平，适当压，经验收合格后。按设计要求再铺设第二层砂垫层。

3、当地基表层具有一定厚度的硬壳层，能承受施工机械运行时，采用机械分堆摊铺法铺砂，汽车运进的砂料先卸成若干砂堆，然后采用推土机摊平；当硬壳层承载力不足时，采用顺序推进摊铺法，既汽车倒进卸料，推土机向前推赶推平；地基软弱不能承受机械碾压时，可用轻型传送带由外向里（或由一边向另一边）铺设。

4、砂垫层施工过程中，避免对软土表层的过大扰动和隆起，以免造成砂垫层与软土混合，影响垫层的排水效果。

七、塑料排水板施工要点

1、塑料排水板施工工艺是真空预压中的关键工序，直接关系到真空预压的效果，须严格控制，按设计的间距、深度进行施工。

2、塑料排水板施工应在铺设好第一层砂垫层后按下列步骤进行。

（1）根据桩位平面布置图用经纬仪结合皮尺放出排水板板位并作出明显标记，然后插板机定位，管头对准板位，其偏差应控制在±30mm 范围内。

（2）开机打插导管至设计标高。如果土层硬可采用振动插板机；如果还打插不下，则需先打引孔，然扣再打插导管。

（3）提升导管至砂层面以上0.5m。

（4）剪断塑料排水板，并按设计要求露出砂层面以上的长度一般不少于上拔桩管至其下端离地面约500mm插板机移机定位装排水板桩靴板位放样一层砂垫层验收合格后排水板进场、验收 插板机进场调试下插桩管至设计标高断割排水板（外露300mm）回填排水板桩孔、装桩靴移机至下一排水板桩位300mm。

（5）旁站人员检查合格后（记录板位施工情况），移动插板机至下一板位。

八、管网的埋设

（1）真空管选用加筋PVC 塑料管，主管为φ75mm,支管为φ50mm，要求PVC 管材的强度能承受400kPa 的压力。主管间距25m 左右，滤水管排距6m 左右，最外层滤水管距场地边的距离为2～5m。主管和支滤管间用变径三通和四通连接。

（2）支滤管管壁按正三角形开滤水孔，孔径8mm，孔距50mm，打孔后外包250g/m2的无纺土工布滤膜，滤水管外绕3mm 铅丝(圈距50mm)，再套上用土工布缝合的反滤布套，并捆扎结实，达到只透水不透砂。

（3）整个管网联接好后，即可挖砂沟埋设整个管道于砂垫层中，管道要求挖深200mm 左右（宽150～200mm），一般位于排水砂垫层的中部，顶部覆砂厚度不小于100mm。

九、密封沟开挖及回填

1、密封沟必须符合盖膜闭气要求，采用人工配合挖掘机开挖，沟底宽0.8～1.0m 左右，沟深1.5～2.0m，随挖随铺随填，以沟长20m 左右为一个工作区段依次推进，开挖时防止边坡塌方。铺膜时挖出的土堆在外侧便道上，不得堆在砂垫层上，避免砂粒滑入沟中。沟中回填的粘土要密实且不夹杂砂石。如果密封沟底或两侧有碎石或砂层等渗透性好的夹层存在，将该夹层挖除干净，并回填软土。开挖时紧贴密封墙开挖，回填时靠密封墙一侧必须采用灌水造浆，人工踩压密实。

2、密封沟内侧沟壁必须平顺，挖好后将密封膜顺沟壁内侧铺放入沟中，紧贴沟的内壁，将密封膜放至沟底，沿密封沟内壁将膜边插入坑底土中100mm 左右，然后以细粒土分层回填，回填至周边密封墙墙顶以下500mm 左右，作为汇水沟覆水之用。

3、铺设土工布及密封膜，加工时膜的大小考虑埋入密封沟的部分，留有足够的富余。密封膜接缝粘结牢固，双热合逢平搭接接缝宽度不得小于15mm。

4、真空泵安装，抽真空装置由离心泵、射流喷嘴、循环水箱组成，抽真空装置的安装可在密封沟施工完后进行，并在抽真空之前检验空载时的真空度是否满足设计要求。

5、加固区抽真空及停泵，各项抽真空设备安置就位后，开始进行试抽真空。开始阶段控制真空加压的速率，以抽出砂垫层中的空气，真空压力从20kPa 逐级增加，随着膜下空气的排

出及土层排水固结度的提高，膜内真空度逐渐增大并稳定在80kPa 之上。在开始抽真空阶段，随着空气及水的排出，全面检查密封膜及密封沟的密封状态，如有漏气，对漏气部分及时修补和密封，防止影响真空效果[1]-[2]。

参考文献：

[1] GB50202-2002 建筑地基基础工程施工质量验收规范[S] 国家质量监督检验检疫总局

[2] JGJ79-2002 建筑地基处理技术规范[S] 中华人民共和国建设部