真空预压法在某软基处理工程中的应用

■杜 虎

(福建省港航勘察设计院有限公司，福州 350002)

1 引言

真空预压法作为一种常用软基加固方法，以其工期短、施工安全、无污染环境、费用低等优点而广泛应用于码头、港口、机场、工业与民用建筑等工程建设，且在开山石、砂等堆载料越发难以获得的实际市场条件下，建设者们的目光更多的从堆载预压转到了真空预压的处理方法上。

2 工程概况

广东某软基处理工程，软基处理区为码头后方吹填形成的陆域，港区原为围海滩涂地基，由港池挖出的泥吹填至码头后方堆场造地，其上进行地基加固，总处理面积为530085m2，划分为两个标段，其中一标段16个真空预压加固区，处理面积为375547m2，二标段8个真空预压加固区，处理面积为124538m2。卸载标准：(1)按照实测沉降曲线推算真空预压期间的固结度大于85%；(2)连续5天实测地表平均沉降速率不大于2.5mm/d。

3 地质概况

本工程的地基土为第四系沉积土和近期人工吹填土，主要土层有淤泥、淤泥质粉质粘土、淤泥质粘土、粘土、粉质粘土、粉土等，本土层中的淤泥及淤泥质土，具有含水率高、压缩性大、强度低、透水性差的特点，为欠固结土，是本项目的主要加固土层，且各加固区淤泥质土分布厚度不均，个别区粉土层较厚。

4 施工工艺

4.1 铺设土工布及竹筋

在原地面铺设编制土工布一层，主要起兜砂作用，防止上部排水砂垫层被挤入淤泥，减小横向排水通道。土工布上铺设人工编排毛竹架，横、纵向间距500mm，提高地基承载能力。

4.2 铺设排水砂垫层

本工程中粗砂垫层厚度为1m，中粗砂垫层的铺设质量是影响真空预压水平排水的关键，为保证真空预压的施工质量，施工中严格控制吹填中粗砂的含泥量＜5%。

4.3 打设塑料排水板

本工程打设塑料排水板呈正方形布置，间距为1m，打设深度根据插板前对打设区加密探摸确定，最大深度为22m，采用由挖掘机改造的插板机进行施打，施工时严格按照位置点、打设深度等控制施打位置偏差、回带长度、外露长度等，对于超过回带长度的及时补打。

4.4 泥浆搅拌桩施工

密封墙采用深层淤泥搅拌桩，泥浆掺入比为25%，比重1.3～1.35，桩径为 Φ70cm，密封墙宽 1.2m，搭接宽度为20cm。打设方式采用四喷四搅方式。根据实际情况，对每个区四边以50m间隔钻取土样，确保深度超过吹填砂层进入淤泥层1m，从而保证真空预压施工中密封的可靠性。

4.5 真空预压施工

以下为真空预压的操作过程：

（1)按照工艺要求，将真空泵、真空管、出膜口按密封要求连接好。

（2)接好泵、真空管及膜内真空传感器，并读记初读数。

(3)在射流箱处，接好进水管，并在箱内注满水。

(4)在加固范围内按要求设置沉降观测点。

(5)开动离心泵进行真空抽气，在真空过程中要观测泵、真空管、膜内土体的真空度、地表的总沉降等。

5 加固效果分析

5.1 分层沉降监测

本工程A-17区设置分层沉降监测点1组，位于加固区中间，沿深度共设置7个分层沉降测点，具体测试曲线如图1，其中FC(*)代表分层沉降监测点的编号，*表示分层沉降磁环埋设标高。

根据A-17区分层沉降曲线，截止2015年2月21日，打设塑料排水板期间的累计沉降量为886mm，预压期沉降量为1233mm，最终累计总沉降量为2119mm。截至2015年2月21日，连续5天实测沉降速率为2.2mm/d，小于设计要求的2.5mm/d的控制指标，且根据实测沉降曲线推求固结度为85.3%，大于设计要求85%的固结度指标，满足设计要求的卸载标准。

图1 A-17区分层沉降监测曲线

根据沉降曲线图1分析，A-17区分层沉降量沿深度逐渐减小，在真空预压法地基处理后，地基各主要压缩土层，单位厚度沉降量平均为61.6mm/m，地基处理效果明显。在整个施工过程中，地基沉降速率缓慢减小，沉降曲线图斜率逐渐减小，趋于收敛，最终达到设计要求的卸载固结度及沉降速率。

5.2 孔隙水压力监测

本工程在A-17加固区中间设置孔隙水压力监测点1组，包含7个孔隙水压力测点，分别布置在加固区内不同深度。具体测试曲线如图2。其中U(*)代表孔隙水压力监测点的编号，*表示孔隙水压力探头埋设标高。

根据图2所示，从不同深度孔隙水压力消散曲线可见，真空压力是从膜面逐渐向下传递的，后期随着真空预压时间的延续，真空压力传递逐渐稳定，孔隙水压力曲线开始逐渐平缓，各测点孔压消散较好，真空预压效果明显。

图2 A-17区孔隙水压力监测曲线

5.3 深层水平位移监测

本工程在A-17区的南侧布置了1组深层水平位移监测点，测点布置在加固区压膜沟外侧中部。根据A-17区南侧的深层水平位移监测曲线（图3）表明，在整个施工期，深层水平位移随着真空预压时间的增长，累计位移量逐渐增大，其中最大位移量位移为454.5mm，水平位移方向指向加固区内，其中位移速率表现为初期最大，后期变缓的变形特点，初期最大水平位移变形速率为17.9mm/d。由水平位移曲线分析，17.0m深度范围内的上部土体累计水平位移量较大，说明真空预压效果较好；在17.0m深度以下的土体，累计水平位移量仅有26.4mm，结合分层沉降曲线及原位测试结果可知，17.0m以下土体强度较高，性质相对较好。

图3 A-17区南侧深层水平位移监测曲线

5.4 取土试验

本工程在A-17区加固前后分别进行了1组取土试验，通过对表1加固前后土工参数对比表的分析可知，加固区地基加固后地基土含水量较加固前低10%～30%(其他区最大减小40%)，孔隙比较加固前减小10%～40%，压缩模量较加固前增大1.1～1.8倍，地基土力学性质明显改善。

表1 A-17区加固前后土工参数对比表

5.5 十字板剪切试验

本工程A-17区在加固前后十字板试验曲线对比如图4所示。

图4 A-17区加固前后十字板试验对比曲线

根据图4可知，加固区地基加固后，地基土十字板抗剪强度较加固前增大1.2～7.1倍，地基土力学性质明显改善。

6 结论

(1)真空预压法作为一种技术比较成熟的软基处理施工工艺，适用于面积大、淤泥深、工期紧的地基处理工程，加荷速度快、加载时不会出现地基失稳、加固效果明显。

(2)施工时应加强过程管控，尤其横向、竖向排水通道的顺畅以及密封系统的可靠性，是确保软基加固效果的重要保障。

(3)应加强软基处理过程中的监测工作，及时发现施工中出现的异常现象，从而对施工形成有效指导，以便及时发现问题、解决问题、节约工期、保证质量。