新型真空预压法在港口区域软土地基处理技术

张建青

（山西三建集团有限公司 046000）

1 工程概况

某工程场场区由回填和吹填形成，以吹填为主。淤泥区覆盖范围大，施工的区域位于南区淤泥区的南侧，总面积约30万m2。该区域原为海域，经过吹填形成陆地，场地内分布较多水洼，场地地形整体较平坦，局部有起伏的砂土包。场地土质，大致趋势是东部多以砂土为主，场地西部多以淤泥类土为主。针对以上工程特点，采用了新型真空预压设备进行加固，有效提高了施工效率。

2 工艺原理

真空预压法是在需要加固的软粘土地基内设置塑料排水板，然后在地面铺设土工布再铺设无纺布，其上覆盖不透气的密封膜使软土与大气隔绝，然后通过埋设于无纺布中的滤水管，用真空装置进行抽气，将膜内空气排出，因而在膜内外产生一个气压差，这部分气压差即变成作用于地基上的荷载。地基随着等向应力的增加而固结。

真空预压施工包括四个主要部分：

（1）采用不透气的密封膜使加固地基与大气隔绝；

（2）为使土体加速排水固结，在加固地基中设置排水通道（如塑料排水板）；

（3）采用高效率的抽真空装置；

（4）为了节能和安全正常运转，需要安装自动控制记录系统。

3 工艺流程

表层清理、测量放线（分区）铺设土工布→施插塑料排水板→埋设监测仪器→布设真空管网→挖压膜沟、铺设土工布、布泵→铺膜→试抽气、膜下压力达到80kPa时真空计时→覆水真空满载90d→满足设计要求卸载→检验→交工验收。

4 操作要点

（1）清基、整平、分区

表层处理：对加固区进行整平，人工清理碎渣、锐石、竹片等不利密封杂物。场地平整。经测放各分区角点，按规范要求将二标段共分为18个区。

（2）打设塑料排水板，塑料排水板按正方形布置，施工步骤如下：

①点位布设：0.9m×0.9m正方形布设。

②插板机的选择与定位：塑料排水板施工采用轨道式打板机进行打设，施工顺序采用后退式施工，以保证打设完成的排水板不受碾压；打设前根据板位标记进行插板机定位并进行机座整平，打板机定位时，管靴与板位标记偏差应控制在±70mm范围内，机座整平后要用仪器进行检测。

③安装管靴：打设塑料排水板采用套管式打设法，套管形状为扁形。将塑料排水板穿过插板机的套管，从套管下端穿出，与专用管靴连接。

④调整垂直度：调整插板机套管的垂直度，保证打设过程中偏差不大于1.5cm/m。

⑤打设、拔管：将插板机套管、管靴、塑料排水板插入地层，当排水板插入到设计深度后，拔出插板机套管，利用管靴将排水板固定于孔底；施工时严格控制回带长度及回带率，回带率不大于5%；在施工过程中应经常抽查，尽可能减少回带长度。

⑥打入地基的塑料排水板宜为整板，长度不足需要加长时应先将两根塑料排水板滤膜剥开，将板芯对插搭接，并将滤膜包好、裹紧后，用铁丝穿扎牢固，接长时在塑料排水板上扎穿的孔眼不在板芯的同一条水槽中，两根排水板的搭接长度不小于20cm；当遇漂石或块石难以在原位插打时，应移位补打，移位距离不得大于塑料排水板间距的30%。

⑦剪断排水板：排水板完成后，拔出插板机套管，剪断排水板。

⑧检查排水板板位、垂直度、打设深度、外露长度等，并做好施工记录，符合设计要求后方可移机。

⑨塑料排水板插打完成后，通过手型接头及三通接入抽真空管网系统。

采用FDPS-B型防於堵塑料排水板作为垂直排水通道，正方形布置，深度按现场试打为准，间距0.9m，排水板打设深度应穿透淤泥质土层并进入下卧粘土层0.5～1.0m，上端露出砂垫层顶面不小于0.5m。

（3）管网布设

铺设真空管：排水板施工结束后，用四通手型接头将两根排水板连接在一起，依此将所有排水板连接好，然后用φ25mmPVC钢丝软管按照设计图纸将四通手型接头连接在一起作为真空支管，每条真空支管通过专用小四通汇集到真空主管，真空主管在适当位置设置φ50mm的正三通分别与相应的真空射流泵相连接，最终组成真空系统（主管采用φ50mmPVC钢丝软管，支管采用φ25mmPVC钢丝软管）。用于连接主管和真空泵的出膜器连接必须要绑扎牢固，密封性能要安全可靠，连接好后，开启真空泵测试连接部位是否有漏气现象。

（4）铺设编织布

①储存、运输和处理编织布

编织布在安装展开前要避免受到损坏，编织布卷应堆放于经平整不积水的地方，堆高不超过四卷的高度，并能看到每卷的识别片；在储存过程中，要保持标签的完整。

②铺设方法

首层土工布采用150g/m2编织土工布，编织布的拼接采用手提工业缝纫机缝合，缝接强度满足规范要求。在铺设前，先在铺设区进行放线。为确保铺设的有效性，使铺设的编织布有受力点，在各区铺设的土工织物都要到达回填区的边上，并用泥袋固定。

首先将编织布顺风方向进行铺设，同方向铺设完成后铺设下道编织布，在现场用手提工业缝纫机将搭接处进行缝接，铺设完毕后即通知现场监理工程师进行验收，验收合格后方可进行下道工序施工。

（5）埋设水气分离装置

根据现场场地情况布设水气分离装置，每只水气分离装置控制面积8000～10000m2。铺膜后连接水气分离装置与抽真空机组，进行抽真空作业。在布设水气分离装置的同时埋设膜下监测测头：膜下测头即膜下真空度测量采气端，采用厂家定型产品，将真空表集气塑料细管插入膜下并固定即可。真空测头布设在两条支管平行距离的中间，位置靠加固区边部位且离开加固区边界不小于5m，按约5000m2一个点均布，真空细管另一端从密封膜引出，制成喇叭口和真空表相连接，以直观反映膜下真空度。

（6）开挖压膜沟和铺密封膜

先铺设一层200g/m2无纺布（铺设方法同编织布），再铺设密封膜，密封膜采用两层聚氯乙烯薄膜。压膜深度应进入不透水层深度至少50cm，后用粘土填压或覆水密封。

密封膜铺设要按区域先后顺序分层铺设与搭接，每层膜铺设完成后派专人检查膜是否完好，发现有破裂处，及时用清水清洗干净，再用胶水贴膜补好，完成后进行下道铺设膜工作。

铺膜过程中，随铺随用砂袋进行压膜，防止起风将铺好的膜卷走或撕裂，在铺膜完成的同时安装少量的抽真空泵将膜吸住。

分区压膜沟连接膜的处理，采用搭接膜法，将两区的膜边压入压膜沟内，并将留出的膜用土覆盖，待连接下一个区的膜。

（7）真空预压

连接水气分离装置与抽真空机组进行抽真空作业。

开始阶段，为防止真空预压对加固区周围土体造成瞬间破坏，必须严格控制抽真空速率，可先开启半数真空泵，然后逐渐增加真空泵工作台数。当真空度达到60kPa，经检查无漏气现象后，开足所有泵，将膜下真空度提高到不小于80kPa。此时，通知监理工程师及承包单位验收并开始恒载计时。

每天现场值班人员按要求时间，对真空度予以记录，并对设备运转情况、供电情况及其他真空预压施工情况进行详细记录。

软基处理范围必需覆盖全部淤泥层；试抽真空为4～7d，在正式抽真空10d后，真空膜检查无漏点后开始覆水，10d内完成覆水，平均深度不小于0.5m。满载抽真空（正式抽真空）时间不少于90d。

（8）抽真空达到设计要求恒载满载时间，通过监测结果达到设计卸载要求标准停泵卸载。

（9）卸载后，对压膜沟进行翻挖填实。

（10）抽真空结束，整平场地。

5 结束语

真空预压施工噪音小、场地干净、环境污染少，可以文明施工，真空预压设备简单、轻便、容易操作，缩短了施工周期，提高了施工建设速度，作为一种经济、质量可控制的软基处理方法，具有较高的社会效益和经济效益，其作为一种经济、质量可控制的软基处理方法，具有良好的推广应用前景。