基于真空联合堆载预压法地基处理研究

郅立员，张力峰，王世淼，韩文永，白立朋

(河北双诚建筑工程检测有限公司，河北 石家庄 050000)

0 引言

随着经济快速发展，我国对于基础建设的要求越来越高，随着城市建设越来越快，基础建设工程也越发频繁出现在各大城市之中，相对而言，对于地基建设要求也越来越高，方法也越用越广泛。由于我国地大物博，地形多且复杂，导致地基建设遇到了很多困难，也造就了我国独有的方法，介于此现象，许多学者对此进行了研究。

针对目前我国学者对地基处理的研究，提出了大量的施工方法和试验理论。徐婷婷等[1]采用真空联合堆载预压法对大型工程大桥进行地基处理。得出该方法产生侧向收缩变形能消除其挤压变形。吴佳友等[2]对软土地基技术进行总结分析，提出相关安全措施方案。李秋刚等[3]基于基础结构稳定性的提升，对软土地基施工技术处理进行进一步总结分析，得出其结构使用功能。顾鹏等[4]对软土地基进行科学方法加固，对现阶段软土地基处理中遇到的问题进行总结分析，并提出控制措施。邸岩等[5]结合真空预压法与堆载预压法，将两种方法进行叠加，并用于工程实际，对试验测点进行研究分析，得到此叠加法的优缺点。张崇旗等[6]采用真空联合堆载预压法加固处理地基工程，通过对软土地基孔隙水压力变化规律进行研究。李先行等[7]通过对公路软基处理采用真空联合堆载预压法对软土地基处理效果进行分析对比。何长明等[8]采用真空联合堆载预压法对厚软土地基进行加固处理。对软土地基地表沉降、膜下真空度、孔隙水压力等进行监测，并得到检测结果与时间的变化规律。

由上述可知，我国在地基处理方面确实取得了很大研究进展并用于实际，但对于地势平坦工况条件，反而导致不够全面现象。本文通过采用真空联合堆载预压法进行地基施工，对地基孔隙水压力、地下水位、膜下真空度、土体表层沉降等进行监测分析，由此分析研究真空联合堆载预压法应用于软土地基的工程实况，为实际工程提供理论依据。

1 工程概况

1.1 试验条件

工程试验条件选择地点地势较为平坦，工程地层进行土壤回填，表层和下层分别为厚度不一的素土和粉质黏土等，表层土质结构不紧密，较为疏松，下层土质结构层厚变化大。使用钻孔取样进行基本物理试验，工程各地层土层分层情况和及其物理指标如表1所示。

表1 各地层物理指标

1.2 实施方案

该工程对沉降要求较高，因此采用真空联合堆载预压法进行地基施工，其能解决预压荷载较低和工期较长的缺点。该工程试验段面积为5 000 m2，排水板埋深18 m，板间距为1.3 m，呈正三角形布置。施工主要工序为：清理平整场地；摊铺砂土工作面；设置排水板和监测点；铺设滤水管；摊铺密封膜；安装真空泵并进行测试；进行抽真空；分层堆载回填土；检测。在地基处理中，需对孔隙水压力、地下水位、膜下真空度、土体表层沉降等进行监测。测点平面布置图如图1所示。

2 试验结果分析

2.1 孔隙水压力分析

随着工程进行，孔隙水压力出现消散现象，导致含水率降低，使土体固结压缩强度增加。对试验孔隙水压力消散曲线如图2所示。

图1 测点平面布置图

图2 孔隙水压力消散曲线

由图2图可知，深度越深，其孔隙水压力越大，随着抽真空开始，各个深度的孔隙水压力逐渐降低，由此表明通道间排水情况较为流畅。并且在80 d后，对地基进行填土，每天填土高度为0.2 m。并从图中不难发现，在时间为80 d后，各个深度孔隙水压力出现明显波动，说明上层填土对孔隙水压力有一定影响，但停止填土后，各个深度孔隙水压力又开始下降。

2.2 地下水位分析

在真空联合堆载预压过程中，地下水也会随着工程的进行而降低，其下降情况随时间变化曲线如图3所示。

图3 地下水位下降随时间的变化曲线

由图3可知，在真空预压阶段，地下水位下降出现一定程度增长，但由于外界因素影响，导致40d后，地下水位下降出现波动，但整体呈现上升趋势。

2.3 膜下真空度分析

膜下真空度随时间变化曲线如图4所示。

由图4可知，抽真空初期，真空度随时间增加而变大，主要由于膜下和土中空气被抽走。之后在真空泵工作5 d后，真空度在85 kPa左右，并维持稳定状态。当开始真空联合堆载预压，之所以真空度开始降低，由于外部施工影响，使真空度开始降低，但专业人员采取补救措施，使真空度重新达到85 kPa左右。并在试验尾段，为节省资源，将真空泵工作数量减少到1台，从而出现90 d之后，真空度下降现象。

2.4 土体表层沉降分析

土体表层沉降情况如图5所示，主要为场地中心区域。

图4 膜下真空度随时间的变化曲线

图5 地表累积沉降量随时间的变化曲线

由图5可知，累计沉降量随试验天数增加而增加，但当在40 d时，随着真空联合堆载预压开始，地表累计沉降慢慢增大并趋于稳定，但沉降速度减缓并趋于稳定。

3 结语

通过采用真空联合堆载预压法进行地基施工，对地基孔隙水压力、地下水位、膜下真空度、土体表层沉降等进行监测分析，得出以下结论：

(1)土深度越深，孔隙水压力越大，随着抽真空开始，各个深度的孔隙水压力逐渐降低，并且上层填土对孔隙水压力有一定影响，但停止填土后，各个深度孔隙水压力又开始下降。

(2)在真空预压阶段，地下水位下降出现一定程度增长，其易受外界因素影响，但整体呈现上升趋势。

(3)抽真空初期，真空度随时间增加而变大，真空泵工作之后，维持稳定状态。

(4)累计沉降量随天数增加而增加，但当真空联合堆载预压开始，地表累计沉降慢慢增大并趋于稳定，但沉降速度减缓并趋于稳定。