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[摘要]：本文结合真空预压的永定新河防潮闸工程中的应用情况，阐述了其施工质量控制要点和效果分析。
[关键词]：真空预压 密封 加固效果
中图分类号：TU755.6+2 文献标识码：TU 文章编号：1009-914X（2012）26-0239-01
一、真空预压概述
真空预压法是在欲加固的软土地基上先打设垂直排水管道（塑料排水板），然后在地面上铺设砂垫层，再将不透气的密封膜铺设在砂垫层上，薄膜四周埋入土中，通过砂垫层内管道，通过抽真空装置进行抽气，使其形成真空，增加地基的有效应力。
当抽真空时，薄膜内砂垫层中的气体首先被排出，其压力下降，薄膜内外形成压差即真空度。砂垫层中的真空度，通过垂直排水通道逐渐向下延伸，同时真空度又由垂直排水通道向其四周的土体传递与扩展，引起土中孔隙水压力降低，形成负的超静孔隙水压力，从而使土体孔隙中的气和水不断由排水通道排出，从而使土体固结。
二、工程简介
永定新河治理一期工程在入海口处新建防潮闸一座，拒海沙于河口之内，避免其继续淤积闸上游河道。防潮闸上下游联接段基础持力层主要为淤泥及淤泥质土，分布广，厚度不均，标贯试验多为自沉，具有欠固结、低密度、低强度、高压缩性、高含水率、局部具高灵敏度等不良特性，而消能建筑物基础面积较大，因此地基变形与不均匀沉降等问题突出，故采用真空预压法加固地基。
工程地质概况
（1）新近沉积层
淤泥：分布于河槽中，厚度2.0-----6.00m，层底高程为-4.27m—7.11m
（2）第I海相层，按岩性可分为3小层：
II1层：淤泥，广布整个河道。平均压缩系数为1.1.38MPa-1，为高压缩性土；平均标准贯入击数0.6击。层厚0.7-6.3m， 层底高程为-4.44m—-10.06m
II2层：主要为淤泥质土、淤泥质壤土。
淤泥质粘土：主要分布于两岸，平均渗透系数为2.0×10-6cm/s，微透水，平均压缩系数为0.723MPa-1，为高压缩性土；平均标准贯入击数2.0击。
淤泥质壤土：主要分布于河床部位，平均渗透系数为9.7×10-6cm/s，微透水，平均压缩系数为0.5.34MPa-1，为高压缩性土；平均标准贯入击数2.4击。
该层分布不稳定，层底高程为-6.12m--13.46m。
II3层：主要为壤土。
壤土：流塑～软塑状，不均一。平均渗透系数为1.9×10-5cm/s，弱透水，平均压缩系数为0.332MPa-1，为中等压缩性土；平均标准贯入击数3.7击。
该层层厚02.0m-12.5m， 层底高程为-14.49m—--16.45m。
三、施工简介
1、方案设计
加固面积约4万m2，划分为4个加固区，每个加固区划分为4个加固单元。每个加固区安装两块真空表，分别监测井上真空度和管尾真空度；每个加固区沿深度4m、7m、9m和12m埋设深层沉降环和孔隙水压力计各4支，监测深层沉降和孔隙水压力。
垂直排水通道采用SPB-A型塑料排水板，深度为6.0～11.0m，正三角形布置，间距为1.2m。水平排水通道由水平支管和水平干管组成，水平支管采用PVC双波纹排水盲管，直径为60mm，每条支管与一排塑料排水板相連接；水平干管为双壁单波纹PVC管，直径为200mm。
2、施工流程
主要的施工顺序为：场地平整→挖隔离围堰→铺设砂垫层→打插塑料排水板→铺设主支滤排水管→埋设部分监测仪器铺→铺设聚氯乙烯薄膜→挖密封沟→安装真空泵→试抽真空→稳定后正常抽真空→卸载→数据整理。
四、质量控制要点
为保证预压效果，从以下几个方面加强质量控制：
（1）原材料质量控制
砂、排水板、密封膜等原材料的质量对预压效果非常重要，必须严格控制。砂垫层砂料采用中粗砂，含泥量小于4%，渗透系数不低于2×10-2cm/s，保证水平排水效果。密封膜厚度0.12～0.17mm，纵向抗拉强度>18.5MPa，横向抗拉强度>16.5MPa，直角断裂强度>4MPa，延长率>220%。排水板采用SPB—A型，规格为100mm×4mm，其外观质量和性能指标符合规范中A型排水板要求。
（2）塑料排水板的保护
在打插排水板的过程中严格控制排水板的间距和深度，并注意塑料排水板的保护，防止破坏排水板的整体结构，如滤膜的剥落，板芯的撕裂、断裂等人为的损伤，从而影响排水的效果。
（3）密封问题
密封性是真空预压的关键控制点，分为表层和深层的密封。
表层的密封问题主要是加固区周边的密封沟深度不够、回填的粘土质量不行或者是密封膜开裂造成漏气。如密封膜存在沙眼多、强度不够、延伸率太小等质量问题导致抽真空时密封膜开裂；砂垫层中存在有棱角的碎石，在抽真空的过程中，会造成密封膜的开裂。因此铺设密封膜之前，应填平打设塑料排水板时留下的孔洞，并将孔洞捣实；将露出的排水板头埋入砂垫层中，平整砂垫层，捡除石块及其他尖利杂物。
土层深部的密封，如果加固区土层下部存在强透水层，如水平成层的沙层，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；当夹砂层埋深较浅时，由于边界水位的下降还可能导致漏气现象，大大降低加固效果，问题严重的将导致真空预压的失败，所以施工前，应在加固区四周进行补充勘察，查明是否存在着透水层，处理范围内有透水层时，采取有效措施切断透气和透水层。
（4）严格的管理和监测制度
施工单位应该建立严格的施工管理制度，加强对成品的保护和监测。比如，抽真空后，尽量减少人员在膜上行走，必需时应穿平底软鞋。随着抽真空的进行，地基将发生连续不断的变形，加固区四周及薄膜会出现各种各样的情况，如地面出现裂缝，薄膜破裂等，因此必须每天24小时观察检查，对真空度表、沉降、真空泵的变化做好记录，当发现漏气，泵损坏等问题要及时处理维修，保证真空泵、密封系统正常工作。
五、地基加固效果及分析
从监测曲线图分析可知：
（1）地基最大最终沉降量为987mm，，平均固结度均在80%以上，连续10日实测降速率小于2.0㎜/天，实测膜下真空压力维持在-80 kPa的天数均已经超过80天；根据静力触探和十字板试验，地基承载力达到80Kpa，以上均满足设计要求。
（2）按孔隙水压力—时间曲线来看超孔隙水压力变化已经趋于平缓，孔隙水压力消散基本完成。埋深较浅的孔隙水压力计所测得的孔隙水压力变化较及时地反映了真空压力的变化，而埋深较大的孔隙水压力计其对真空压力的变化反应有一定的后延。
（3）深层沉降总沉降量随时间变化的趋势与表层沉降标的变化趋势相一致，且其总沉降量和其紧临的沉降标的沉降量相差不大，但埋深较大的沉降环的沉降量远大于埋深较小的沉降环的沉降量，这也与不同埋深孔隙水压力计的变化相吻合。
六、结论
（1）真空预压不需要大量堆载，可省去加载和卸载工序，节省大量原材料、能源和运输能力，缩短施工时间；所用设备和施工工艺比较简单，无需大量的大型设备，便于大面积使用；无噪声、无振动、无污染，可作到文明施工。
（2）真空预压法所产生的负压使地基土的孔隙水加速排出，可缩短时间；同时由于孔隙水排出，渗流速度的增大，地下水位降低，由渗流力和降低水位引起的附加应力也随之增大，提高了加固效果；且负压可通过管路送到任何场地，适应性强。
（3）孔隙渗流水的流向及渗流力引起的附加应力均指向被加固土体，土体在加固过程中的侧向变形很小，真空预压可一次加足，地基不会发生剪切破坏而引起地基失稳。
（4）适用于超软粘性土以及地基稳定性要求较高的工程地基加固，土愈软，加固效果愈明显。
参考文献：
真空预压法加固软土地基施工技术规程（HG T20578-95）
黄松涛.超软土地基加固现场常见问题及处理对策 《水运工程》2008年第10期
娄炎 真空排水预压法的加固机理及其特征的应力路径分析 ：《水利水运科学研究》1990年第1期
[关键词]：真空预压 密封 加固效果
中图分类号：TU755.6+2 文献标识码：TU 文章编号：1009-914X（2012）26-0239-01
一、真空预压概述
真空预压法是在欲加固的软土地基上先打设垂直排水管道（塑料排水板），然后在地面上铺设砂垫层，再将不透气的密封膜铺设在砂垫层上，薄膜四周埋入土中，通过砂垫层内管道，通过抽真空装置进行抽气，使其形成真空，增加地基的有效应力。
当抽真空时，薄膜内砂垫层中的气体首先被排出，其压力下降，薄膜内外形成压差即真空度。砂垫层中的真空度，通过垂直排水通道逐渐向下延伸，同时真空度又由垂直排水通道向其四周的土体传递与扩展，引起土中孔隙水压力降低，形成负的超静孔隙水压力，从而使土体孔隙中的气和水不断由排水通道排出，从而使土体固结。
二、工程简介
永定新河治理一期工程在入海口处新建防潮闸一座，拒海沙于河口之内，避免其继续淤积闸上游河道。防潮闸上下游联接段基础持力层主要为淤泥及淤泥质土，分布广，厚度不均，标贯试验多为自沉，具有欠固结、低密度、低强度、高压缩性、高含水率、局部具高灵敏度等不良特性，而消能建筑物基础面积较大，因此地基变形与不均匀沉降等问题突出，故采用真空预压法加固地基。
工程地质概况
（1）新近沉积层
淤泥：分布于河槽中，厚度2.0-----6.00m，层底高程为-4.27m—7.11m
（2）第I海相层，按岩性可分为3小层：
II1层：淤泥，广布整个河道。平均压缩系数为1.1.38MPa-1，为高压缩性土；平均标准贯入击数0.6击。层厚0.7-6.3m， 层底高程为-4.44m—-10.06m
II2层：主要为淤泥质土、淤泥质壤土。
淤泥质粘土：主要分布于两岸，平均渗透系数为2.0×10-6cm/s，微透水，平均压缩系数为0.723MPa-1，为高压缩性土；平均标准贯入击数2.0击。
淤泥质壤土：主要分布于河床部位，平均渗透系数为9.7×10-6cm/s，微透水，平均压缩系数为0.5.34MPa-1，为高压缩性土；平均标准贯入击数2.4击。
该层分布不稳定，层底高程为-6.12m--13.46m。
II3层：主要为壤土。
壤土：流塑～软塑状，不均一。平均渗透系数为1.9×10-5cm/s，弱透水，平均压缩系数为0.332MPa-1，为中等压缩性土；平均标准贯入击数3.7击。
该层层厚02.0m-12.5m， 层底高程为-14.49m—--16.45m。
三、施工简介
1、方案设计
加固面积约4万m2，划分为4个加固区，每个加固区划分为4个加固单元。每个加固区安装两块真空表，分别监测井上真空度和管尾真空度；每个加固区沿深度4m、7m、9m和12m埋设深层沉降环和孔隙水压力计各4支，监测深层沉降和孔隙水压力。
垂直排水通道采用SPB-A型塑料排水板，深度为6.0～11.0m，正三角形布置，间距为1.2m。水平排水通道由水平支管和水平干管组成，水平支管采用PVC双波纹排水盲管，直径为60mm，每条支管与一排塑料排水板相連接；水平干管为双壁单波纹PVC管，直径为200mm。
2、施工流程
主要的施工顺序为：场地平整→挖隔离围堰→铺设砂垫层→打插塑料排水板→铺设主支滤排水管→埋设部分监测仪器铺→铺设聚氯乙烯薄膜→挖密封沟→安装真空泵→试抽真空→稳定后正常抽真空→卸载→数据整理。
四、质量控制要点
为保证预压效果，从以下几个方面加强质量控制：
（1）原材料质量控制
砂、排水板、密封膜等原材料的质量对预压效果非常重要，必须严格控制。砂垫层砂料采用中粗砂，含泥量小于4%，渗透系数不低于2×10-2cm/s，保证水平排水效果。密封膜厚度0.12～0.17mm，纵向抗拉强度>18.5MPa，横向抗拉强度>16.5MPa，直角断裂强度>4MPa，延长率>220%。排水板采用SPB—A型，规格为100mm×4mm，其外观质量和性能指标符合规范中A型排水板要求。
（2）塑料排水板的保护
在打插排水板的过程中严格控制排水板的间距和深度，并注意塑料排水板的保护，防止破坏排水板的整体结构，如滤膜的剥落，板芯的撕裂、断裂等人为的损伤，从而影响排水的效果。
（3）密封问题
密封性是真空预压的关键控制点，分为表层和深层的密封。
表层的密封问题主要是加固区周边的密封沟深度不够、回填的粘土质量不行或者是密封膜开裂造成漏气。如密封膜存在沙眼多、强度不够、延伸率太小等质量问题导致抽真空时密封膜开裂；砂垫层中存在有棱角的碎石，在抽真空的过程中，会造成密封膜的开裂。因此铺设密封膜之前，应填平打设塑料排水板时留下的孔洞，并将孔洞捣实；将露出的排水板头埋入砂垫层中，平整砂垫层，捡除石块及其他尖利杂物。
土层深部的密封，如果加固区土层下部存在强透水层，如水平成层的沙层，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；当夹砂层埋深较浅时，由于边界水位的下降还可能导致漏气现象，大大降低加固效果，问题严重的将导致真空预压的失败，所以施工前，应在加固区四周进行补充勘察，查明是否存在着透水层，处理范围内有透水层时，采取有效措施切断透气和透水层。
（4）严格的管理和监测制度
施工单位应该建立严格的施工管理制度，加强对成品的保护和监测。比如，抽真空后，尽量减少人员在膜上行走，必需时应穿平底软鞋。随着抽真空的进行，地基将发生连续不断的变形，加固区四周及薄膜会出现各种各样的情况，如地面出现裂缝，薄膜破裂等，因此必须每天24小时观察检查，对真空度表、沉降、真空泵的变化做好记录，当发现漏气，泵损坏等问题要及时处理维修，保证真空泵、密封系统正常工作。
五、地基加固效果及分析
从监测曲线图分析可知：
（1）地基最大最终沉降量为987mm，，平均固结度均在80%以上，连续10日实测降速率小于2.0㎜/天，实测膜下真空压力维持在-80 kPa的天数均已经超过80天；根据静力触探和十字板试验，地基承载力达到80Kpa，以上均满足设计要求。
（2）按孔隙水压力—时间曲线来看超孔隙水压力变化已经趋于平缓，孔隙水压力消散基本完成。埋深较浅的孔隙水压力计所测得的孔隙水压力变化较及时地反映了真空压力的变化，而埋深较大的孔隙水压力计其对真空压力的变化反应有一定的后延。
（3）深层沉降总沉降量随时间变化的趋势与表层沉降标的变化趋势相一致，且其总沉降量和其紧临的沉降标的沉降量相差不大，但埋深较大的沉降环的沉降量远大于埋深较小的沉降环的沉降量，这也与不同埋深孔隙水压力计的变化相吻合。
六、结论
（1）真空预压不需要大量堆载，可省去加载和卸载工序，节省大量原材料、能源和运输能力，缩短施工时间；所用设备和施工工艺比较简单，无需大量的大型设备，便于大面积使用；无噪声、无振动、无污染，可作到文明施工。
（2）真空预压法所产生的负压使地基土的孔隙水加速排出，可缩短时间；同时由于孔隙水排出，渗流速度的增大，地下水位降低，由渗流力和降低水位引起的附加应力也随之增大，提高了加固效果；且负压可通过管路送到任何场地，适应性强。
（3）孔隙渗流水的流向及渗流力引起的附加应力均指向被加固土体，土体在加固过程中的侧向变形很小，真空预压可一次加足，地基不会发生剪切破坏而引起地基失稳。
（4）适用于超软粘性土以及地基稳定性要求较高的工程地基加固，土愈软，加固效果愈明显。
参考文献：
真空预压法加固软土地基施工技术规程（HG T20578-95）
黄松涛.超软土地基加固现场常见问题及处理对策 《水运工程》2008年第10期
娄炎 真空排水预压法的加固机理及其特征的应力路径分析 ：《水利水运科学研究》1990年第1期