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摘要：预压法是众多软土地基处理技术中最简单、最经济和最可靠的办法之一，适用于处理深厚的淤泥、淤泥质土和冲填土等饱和粘性土地基，而且处理后地基土性均匀，固结度和强度都增长快，后期沉降量低。因此，研究预压法在地基处理中的应用有重要的价值和工程意义。
关键词：预压法；地基处理；应用
中图分类号：TU433文献标识码： A
前言
我国东南沿海和内陆广泛分布着海相和湖相沉积的软弱粘性土层，简称软土，形成的地基就是软土地基。这种土层的特点是含水量大、孔隙比大、压缩性高、强度低、透水性差，并且在很多情况下，其土层的埋藏深度很大。从而造成软基具有抗剪强度低、压缩性大、透水性弱、工程力学性能很差等特点。由于其压缩性高、透水性差，在建筑物荷载作用下会产生相当大的沉降和沉降差，而且沉降的延续时间很长，直接影响建筑物的正常使用。另外，由于其强度低，地基承载力和稳定性往往不能满足工程要求。需要对这种地基采取处理措施。
1、常用工艺特点分析
1.1、传统真空预压工艺
利用水平排水砂垫层，通过竖向排水通道把土体中的水先排到水平砂垫层中，再利用水平滤管及主管将砂垫层中的水排出。一般的传统真空预压工艺真空度传递过程为:真空装置→主管→滤管→砂垫层→排水板→加固土体。
1.2、直排法真空预压工艺
该工法取消了水平排水砂垫层，把土体中的竖向排水通道与水平排水通道直接相连，使真空度更直接地传入塑料排水板内，以获得较高的真空度并降低成本。土体中的水直接经竖向排水通道排到水平排水通道。該工艺真空度传递过程为:真空装置→主管→滤管→排水板→加固土体。由于该工艺节约了水平砂垫层费用，充分利用了真空度，目前不少地基处理项目中传统真空预压工艺已逐渐被直排法真空预压工艺取代，一些相关文献也通过工程案例论证了该工艺的先进性。
2、谈预压法在地基处理中的应用
2.1、排水固结堆载预压法处理软基施工技术
2.1.1施工
清除地表杂草、塘埂、垃圾块石等，平整场地，调整场地标高形成工作面。回填不少于0.5m厚砂垫层，施做盲沟、集水井，对于水塘部位预先填筑排水，加土工布。打设塑料排水板，按照整平原地面→摊铺下层砂垫层→机具就位→塑料排水板穿靴→插入套管→拔出套管→割断塑料排水板→机具移位→摊铺层砂垫层的顺序施工；塑料插板间距为1.2~1.4m，正三角形布点，长度以打穿淤泥进入下卧层0.5~1.0m为准。埋设监测仪器。分层填筑，分层碾压回填堆载预压土，填筑预压土总高度要考虑预留软土固结沉降深度。施工过程定期进行浅层沉降，边桩位移、孔隙水压力观测，控制加载速率和卸载标准。要派专人负责集水井的抽水、排水工作，确保抽水期间抽水机正常工作，同时检查土埂外排水沟，保证其通畅。
2.1.2监测措施
为便于了解预压过程中的土体变形情况，查明孔隙水压力的消散规律及土体是否发生剪切变形，同时进行沉降量、分层沉降量等项目的监测，务必要采取相应的监测措施:稳定观测采用设置位移桩来观测。沉降观测采用在原地面上埋设沉降板进行高程观测。沉降板由钢底板、金属测杆和保护套组成。底板的尺寸不小于50cm×50cm×30cm，测杆直径以4cm为宜。监测断面在软基路段的设置原则为150m一道，在桥头段应根据桥头填土高度适当加密及桥头纵向坡脚、填方突变处、沿河等特殊地段应酌情增设观测断面。塘渣堆载还应控制填筑速率，加强对沉降的观测，每填一层后应监测一次，路堤中心线的地面沉降速率不大于10mm/d，护脚水平位移不大于5mm/d，才可以进行下一层的填筑。沉降观测从施工开始每天观测一次，卸荷之后每周观测一次;通车后，沉降观测取少量的典型断面进程跟踪观测，每月一次。观测仪器埋设到位和稳定初值测定后才可进行路堤的填筑。
2.2、软土地基真空预压处理
2.2.1分析
据相关规范要求，真空预压荷载设计值不宜小于85kPa;当加固区土层条件复杂时，真空预压荷载设计值不宜小于80kPa。水平排水垫层中应设置排水滤管，滤管横向间距宜为6～7m，纵向间距宜为30～40m。塑料排水板间距宜为0．7～1．3m，对高灵敏度黏性土宜取大值。确定本次真空预压排水工法(VC)试验处理面积2．0hm2(1hm2=104m2)，4个试验区面积均为5 000m2，塑料排水板深约13.5m。各试验区施工工艺如下:真空预压排水1区(VC-1区)选用直排法真空预压工艺，塑料排水板7 815根，间距0.8m，其中砂垫层:50cm(宽)×50cm(厚)(滤管位置铺设);真空预压排水2区(VC-2区)和3区(VC-3区)均采用传统真空预压工艺，砂垫层均为100cm厚，其中2区塑料排水板5 000根，间距1．0m，3区塑料排水板7 815根，间距0．8m;真空预压排水4区(VC-4区)采用水平排水带真空预压工艺，塑料排水板7 815根，间距0．8m，水平排水带。
固结度推算结果对比根据《真空预压加固软土地基技术规程》JTS147—2—2009，采用经验双曲线法，根据各试验区沉降记录曲线推算得到卸载后VC-1～VC-4区地基土平均应变固结度分别为:90．2%，90．8%，92.0%和59.4%。根据各试验区地基土平均应变固结度推算结果，VC-1，VC-2，VC-3区卸载前土体的平均应变固结度关系为:VC-3＞VC-2＞VC-1，且均＞90%，能满足一般地改设计要求;VC-4区卸载前地基土平均固结度仅为59．4%，工后通过对VC-4区水平排水带工艺的分析及对现场施工材料的检查，发现工后水平排水带中多处被砂土堵塞，经分析是由于在抽气排水过程中，水中的砂土由竖向排水通道进入水平排水带后，滞留在排水带中，慢慢累积后导致排水带堵塞，影响真空度的传递和排水固结。
2.2.2工艺选取
一般直排法真空预压工艺及水平排水带真空预压工艺对地基处理区原地表面的平整度及整洁度有一定要求，铺设密封膜及土工布前需对地基处理区地表进行。根据国内以往一些地基处理施工经验及本次VC-4试验区地基处理效果，均表明水平排水带工法存在一定弊端，抽气排水过程中砂土容易进入排水带，造成水平排水板的堵塞，影响真空度的传递及排水固结效果。传统真空预压工艺有一定的优势，砂垫层即作为良好的水平排水通道又增加了相应的堆载预压荷载，本次试验利用改进后的传统真空预压工艺将水平滤管直接与竖向排水板连接，减少了真空度传递过程的损失。本次试验结果表明从固结效果、施工工期方面比较，传统真空预压工艺优于直排法真空预压工艺，另考虑到后续大规模软弱地基处理区附近有大量可用于作为砂垫层的砂源，故从材料配备、费用方面比较，传统真空预压工艺也有其一定优势，故推荐传统真空预压工艺作为本次试验区后续地基处理项目施工工艺的首选。建议在进行较大面积地基处理项目前，首先选取具有代表性区域进行地基处理试验，根据试验结果从固结效果、材料配备、施工工期、费用等方面综合考虑选取适合该区域的地基处理施工工艺。
结束语
需要注意的是，预压系统和排水系统是相辅相成的系统，有了排水系统，就能缩短土层的排水路径，加快排水，从而缩短预压期，提高预压效果;有了预压系统，土层空隙中的水就有了被排出的动力，就更便于水的排除、软基沉降与固结，最终提高软基承载力，满足设计与施工要求。
参考文献
[1]李时亮．真空预压加固软弱地基作用机理分析［J］．岩土力学，2008，29(2):479-482．
[2]宋欢．塑料板排水预压法加固软基的沉降分析［D］．重庆:重庆大学，2006．
[3]夏玉斌，陈健，陈允进．直排式真空预压软基加固效果及经济性分析［J］．水运工程，2011(9):224-229．
关键词：预压法；地基处理；应用
中图分类号：TU433文献标识码： A
前言
我国东南沿海和内陆广泛分布着海相和湖相沉积的软弱粘性土层，简称软土，形成的地基就是软土地基。这种土层的特点是含水量大、孔隙比大、压缩性高、强度低、透水性差，并且在很多情况下，其土层的埋藏深度很大。从而造成软基具有抗剪强度低、压缩性大、透水性弱、工程力学性能很差等特点。由于其压缩性高、透水性差，在建筑物荷载作用下会产生相当大的沉降和沉降差，而且沉降的延续时间很长，直接影响建筑物的正常使用。另外，由于其强度低，地基承载力和稳定性往往不能满足工程要求。需要对这种地基采取处理措施。
1、常用工艺特点分析
1.1、传统真空预压工艺
利用水平排水砂垫层，通过竖向排水通道把土体中的水先排到水平砂垫层中，再利用水平滤管及主管将砂垫层中的水排出。一般的传统真空预压工艺真空度传递过程为:真空装置→主管→滤管→砂垫层→排水板→加固土体。
1.2、直排法真空预压工艺
该工法取消了水平排水砂垫层，把土体中的竖向排水通道与水平排水通道直接相连，使真空度更直接地传入塑料排水板内，以获得较高的真空度并降低成本。土体中的水直接经竖向排水通道排到水平排水通道。該工艺真空度传递过程为:真空装置→主管→滤管→排水板→加固土体。由于该工艺节约了水平砂垫层费用，充分利用了真空度，目前不少地基处理项目中传统真空预压工艺已逐渐被直排法真空预压工艺取代，一些相关文献也通过工程案例论证了该工艺的先进性。
2、谈预压法在地基处理中的应用
2.1、排水固结堆载预压法处理软基施工技术
2.1.1施工
清除地表杂草、塘埂、垃圾块石等，平整场地，调整场地标高形成工作面。回填不少于0.5m厚砂垫层，施做盲沟、集水井，对于水塘部位预先填筑排水，加土工布。打设塑料排水板，按照整平原地面→摊铺下层砂垫层→机具就位→塑料排水板穿靴→插入套管→拔出套管→割断塑料排水板→机具移位→摊铺层砂垫层的顺序施工；塑料插板间距为1.2~1.4m，正三角形布点，长度以打穿淤泥进入下卧层0.5~1.0m为准。埋设监测仪器。分层填筑，分层碾压回填堆载预压土，填筑预压土总高度要考虑预留软土固结沉降深度。施工过程定期进行浅层沉降，边桩位移、孔隙水压力观测，控制加载速率和卸载标准。要派专人负责集水井的抽水、排水工作，确保抽水期间抽水机正常工作，同时检查土埂外排水沟，保证其通畅。
2.1.2监测措施
为便于了解预压过程中的土体变形情况，查明孔隙水压力的消散规律及土体是否发生剪切变形，同时进行沉降量、分层沉降量等项目的监测，务必要采取相应的监测措施:稳定观测采用设置位移桩来观测。沉降观测采用在原地面上埋设沉降板进行高程观测。沉降板由钢底板、金属测杆和保护套组成。底板的尺寸不小于50cm×50cm×30cm，测杆直径以4cm为宜。监测断面在软基路段的设置原则为150m一道，在桥头段应根据桥头填土高度适当加密及桥头纵向坡脚、填方突变处、沿河等特殊地段应酌情增设观测断面。塘渣堆载还应控制填筑速率，加强对沉降的观测，每填一层后应监测一次，路堤中心线的地面沉降速率不大于10mm/d，护脚水平位移不大于5mm/d，才可以进行下一层的填筑。沉降观测从施工开始每天观测一次，卸荷之后每周观测一次;通车后，沉降观测取少量的典型断面进程跟踪观测，每月一次。观测仪器埋设到位和稳定初值测定后才可进行路堤的填筑。
2.2、软土地基真空预压处理
2.2.1分析
据相关规范要求，真空预压荷载设计值不宜小于85kPa;当加固区土层条件复杂时，真空预压荷载设计值不宜小于80kPa。水平排水垫层中应设置排水滤管，滤管横向间距宜为6～7m，纵向间距宜为30～40m。塑料排水板间距宜为0．7～1．3m，对高灵敏度黏性土宜取大值。确定本次真空预压排水工法(VC)试验处理面积2．0hm2(1hm2=104m2)，4个试验区面积均为5 000m2，塑料排水板深约13.5m。各试验区施工工艺如下:真空预压排水1区(VC-1区)选用直排法真空预压工艺，塑料排水板7 815根，间距0.8m，其中砂垫层:50cm(宽)×50cm(厚)(滤管位置铺设);真空预压排水2区(VC-2区)和3区(VC-3区)均采用传统真空预压工艺，砂垫层均为100cm厚，其中2区塑料排水板5 000根，间距1．0m，3区塑料排水板7 815根，间距0．8m;真空预压排水4区(VC-4区)采用水平排水带真空预压工艺，塑料排水板7 815根，间距0．8m，水平排水带。
固结度推算结果对比根据《真空预压加固软土地基技术规程》JTS147—2—2009，采用经验双曲线法，根据各试验区沉降记录曲线推算得到卸载后VC-1～VC-4区地基土平均应变固结度分别为:90．2%，90．8%，92.0%和59.4%。根据各试验区地基土平均应变固结度推算结果，VC-1，VC-2，VC-3区卸载前土体的平均应变固结度关系为:VC-3＞VC-2＞VC-1，且均＞90%，能满足一般地改设计要求;VC-4区卸载前地基土平均固结度仅为59．4%，工后通过对VC-4区水平排水带工艺的分析及对现场施工材料的检查，发现工后水平排水带中多处被砂土堵塞，经分析是由于在抽气排水过程中，水中的砂土由竖向排水通道进入水平排水带后，滞留在排水带中，慢慢累积后导致排水带堵塞，影响真空度的传递和排水固结。
2.2.2工艺选取
一般直排法真空预压工艺及水平排水带真空预压工艺对地基处理区原地表面的平整度及整洁度有一定要求，铺设密封膜及土工布前需对地基处理区地表进行。根据国内以往一些地基处理施工经验及本次VC-4试验区地基处理效果，均表明水平排水带工法存在一定弊端，抽气排水过程中砂土容易进入排水带，造成水平排水板的堵塞，影响真空度的传递及排水固结效果。传统真空预压工艺有一定的优势，砂垫层即作为良好的水平排水通道又增加了相应的堆载预压荷载，本次试验利用改进后的传统真空预压工艺将水平滤管直接与竖向排水板连接，减少了真空度传递过程的损失。本次试验结果表明从固结效果、施工工期方面比较，传统真空预压工艺优于直排法真空预压工艺，另考虑到后续大规模软弱地基处理区附近有大量可用于作为砂垫层的砂源，故从材料配备、费用方面比较，传统真空预压工艺也有其一定优势，故推荐传统真空预压工艺作为本次试验区后续地基处理项目施工工艺的首选。建议在进行较大面积地基处理项目前，首先选取具有代表性区域进行地基处理试验，根据试验结果从固结效果、材料配备、施工工期、费用等方面综合考虑选取适合该区域的地基处理施工工艺。
结束语
需要注意的是，预压系统和排水系统是相辅相成的系统，有了排水系统，就能缩短土层的排水路径，加快排水，从而缩短预压期，提高预压效果;有了预压系统，土层空隙中的水就有了被排出的动力，就更便于水的排除、软基沉降与固结，最终提高软基承载力，满足设计与施工要求。
参考文献
[1]李时亮．真空预压加固软弱地基作用机理分析［J］．岩土力学，2008，29(2):479-482．
[2]宋欢．塑料板排水预压法加固软基的沉降分析［D］．重庆:重庆大学，2006．
[3]夏玉斌，陈健，陈允进．直排式真空预压软基加固效果及经济性分析［J］．水运工程，2011(9):224-229．