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摘要：本文结合多年的工作经验，就真空预压法处理软土地基技术为话题进行简要的分析。供同行参考，不妥之处，敬祈斧正。
关键词：真空预压；加固机理；软土地基
真空预压法作为一种近年来兴起的软土地基处理方法,在国内外得到了大力的推广应用.很多学者在真空预压室内试验和现场试验、真空预压加固机理、真空预压计算理论等诸多方面开展了很多工作。
在沿海广泛分布着一层近代海相沉积物，该土层含水量高、压缩性大、渗透性小、承载能力差、在天然条件下很难固结。因此，在上部荷载作用下，其变形与承载力无法满足使用要求。目前，对此类饱和软土的加固方法很多，如：强夯法、堆载预压法、真空预压法、碎石桩法等。其中真空预压法就是一种简便有效的方法。
1 真空预压法加固机理与特点
真空预压法是在需要加固的软土地基表面先铺设砂垫层，然后埋设垂直排水管道如塑料排水板或砂井，再用不透气的密封膜使其与大气隔绝，薄膜四周埋入土中，通过砂垫层内设的吸水管道，用真空装置进行抽气，使其形成真空，在地表砂垫层及竖向排水通道内逐步形成负压，使土体内部与排水通道、垫层之间形成压差。在此压差作用下，土体中的空隙水不断由排水通道排出，从而使土体固结。
真空预压被广泛应用于大型填海造地工程是因为该技术具有下述特点：
（1）不需要大量的堆载材料。真空预压利用真空在土体内形成压力差，利用大气压进行压载，不仅解决了预压材料供应困难的问题，还可避免材料运入、运出而造成的运输紧张、周转困难与施工干扰，而且降低了工程成本。
（2）固结快、工期短。由于在真空压力作用下土体除了产生竖向压缩外，还伴随侧向收缩，不会造成侧向挤出，因此在加载过程中不会产生地基失稳的情况。施工时无须控制加荷速率，荷载可一次快速施加，加固速度快，工期短。
（3）加固效果好。真空预压一般摸下真空度可达600mmHg，等效荷重为80kPa，约相当于4.5m堆土荷载；当需要大于80kPa的预压加固荷重时，可与堆载预压法同时使用，超出80kPa的预压荷重由堆载预压补足。经过真空预压处理的软土固结度可达90%以上，可以消除软土的绝大部分沉降。
2 真空预压法的技术要点
2.1 预压区平面分块
受到当前真空预压密封技术的限制，预压面积是不可能无限制的。单块处理面积越大，工期越短、造价越低。因此，分块是否合理将直接影响工期和造价。目前单块面积已经可以达到5×104m2，但根据实际经验，一般按每块3×104m2进行分块较为合适。各区之间实行流水作业，以重复利用抽真空设备，减少工程投入。
2.2 排水砂垫层铺设
排水砂垫层材料应选用中、粗砂，含泥量要求小于5%。砂垫层的厚度视施工工艺而定，一般为50~100cm。
2.3 加固区密封
要确保真空预压的加固效果，加固区密封性能的好坏至关重要。如果密封性能不好，则不可能形成较高的真空度，甚至难以形成真空度。
一般情况下采用密封膜即可达到加固区密封的要求，若在加固的软土层中夹有水平向透水性较好的粉砂或细砂夹层，则一方面将真空能量主要消耗在抽取大量砂层中的孔隙水导致真空度不能沿竖向排水系统传递；另一方面，砂层中的孔隙起着连通大气的作用，引起真空度的逐渐降低。因此，应在加固区的四周采用密封墙或密封沟进行密封处理，切断加固区与外界的水、气联系。
2.4 抽真空系统不好扩滤管、滤管出膜装置和真空泵等。
滤管采用UPVC塑料管，滤管布置间距不宜大于6.5cm，滤管周围需用砂固定，埋砂厚度以5cm左右为宜。膜下真空度测头布置在两条滤管之间。
密封膜采用2层聚乙烯（或聚氯乙烯）薄膜。施工中应保证密封膜不破损，相邻区块流水施工应保证在抽真空期间密封墙处不会产生漏气现象。
一台真空设备的加固面积一般为1000~1500㎡。设备各连接处用橡皮垫、玻璃胶等进行密封，出膜口和水箱进水口保持在同一水平面。
2.5 覆水
当膜下真空度达到600mmHg后，可在膜上进行覆水，不仅可以避免密封膜老化破裂，还可使加固区密封性得到进一步加强。一般情况下覆水深度不超过0.5m。
3 真空预压法加固效果
目前，真空预压法软基加固已在国内各个工程领域广泛采用，如广州港南沙区一期工程、天津新港东突堤加固工程、山东省济南遥墙机场跑道加固工程等。从真空预压加固前后十字版剪切试验情况看来，被加固土层的十字版平均抗剪强度可由加固前得15kPa提高到加固后的40~50kPa；而从加固前后的土工试验结果的对比来看，淤泥含水量由加固前的70%以上下降到加固后的40%以下；孔隙比则由加固前的1.5以上下降到加固后的1.0以下；其他各项指标也反映出真空预压加固后的土体有较大幅度的改良。这些数据证明了真空预压对于软土地基的加固效果是明显的。与堆载预压法相比，采用真空预压法加固可达到相当于80kPa堆载预压的加固效果，一般可降低造价1／3、缩短工期1／5、节约成本1／3.
4 真空预压法应注意的问题
真空预压工地加固后期周边容易出现裂缝，这是由于真空预压使土地受到各向相等的固结压力并产生整体收缩现象，在发生沉降的同时野产生向里的水平位移。因此，加强影响范围的预测和监测，对加固区周围建筑物采取适当的防护措施具有重要的意义。
5 结语
（1）真空预压法是通过降低土体中的孔压来达到加固土体的目的，真空预压使土体产生等向固结，不会产生剪应力，因此更适合于工期较紧的超软地基加固。
（2）真空预压时，加固区内的地下水位并没有降低，降低的只是孔隙水压力中的大气压力部分，因此，加固区中的土体可以按饱和土体考虑。
（3）真空预压的有效加固深度取决于砂井或塑料排水板的阻力和土体的渗透系数，对于一般的软土地基且井阻较大时，可以认为其加固深度与纵向排水体的打设长度基本一致。
（4）在加固区周围，土体中的水位可能会降低，对加固区和周围的土体产生一定的影响，应重视真空预压与边界的相互影响关系，边界的密封与否是真空预压成败的关键因素。
（5）真空预压使土体受到各向相等的固结压力并产生整体收缩现象，在发生沉降的同时也产生向里的水平位移。加强影响范围(距离)的预测和监测，对加固区周围建筑物采取适当的防护措施具有重要的意义。
关键词：真空预压；加固机理；软土地基
真空预压法作为一种近年来兴起的软土地基处理方法,在国内外得到了大力的推广应用.很多学者在真空预压室内试验和现场试验、真空预压加固机理、真空预压计算理论等诸多方面开展了很多工作。
在沿海广泛分布着一层近代海相沉积物，该土层含水量高、压缩性大、渗透性小、承载能力差、在天然条件下很难固结。因此，在上部荷载作用下，其变形与承载力无法满足使用要求。目前，对此类饱和软土的加固方法很多，如：强夯法、堆载预压法、真空预压法、碎石桩法等。其中真空预压法就是一种简便有效的方法。
1 真空预压法加固机理与特点
真空预压法是在需要加固的软土地基表面先铺设砂垫层，然后埋设垂直排水管道如塑料排水板或砂井，再用不透气的密封膜使其与大气隔绝，薄膜四周埋入土中，通过砂垫层内设的吸水管道，用真空装置进行抽气，使其形成真空，在地表砂垫层及竖向排水通道内逐步形成负压，使土体内部与排水通道、垫层之间形成压差。在此压差作用下，土体中的空隙水不断由排水通道排出，从而使土体固结。
真空预压被广泛应用于大型填海造地工程是因为该技术具有下述特点：
（1）不需要大量的堆载材料。真空预压利用真空在土体内形成压力差，利用大气压进行压载，不仅解决了预压材料供应困难的问题，还可避免材料运入、运出而造成的运输紧张、周转困难与施工干扰，而且降低了工程成本。
（2）固结快、工期短。由于在真空压力作用下土体除了产生竖向压缩外，还伴随侧向收缩，不会造成侧向挤出，因此在加载过程中不会产生地基失稳的情况。施工时无须控制加荷速率，荷载可一次快速施加，加固速度快，工期短。
（3）加固效果好。真空预压一般摸下真空度可达600mmHg，等效荷重为80kPa，约相当于4.5m堆土荷载；当需要大于80kPa的预压加固荷重时，可与堆载预压法同时使用，超出80kPa的预压荷重由堆载预压补足。经过真空预压处理的软土固结度可达90%以上，可以消除软土的绝大部分沉降。
2 真空预压法的技术要点
2.1 预压区平面分块
受到当前真空预压密封技术的限制，预压面积是不可能无限制的。单块处理面积越大，工期越短、造价越低。因此，分块是否合理将直接影响工期和造价。目前单块面积已经可以达到5×104m2，但根据实际经验，一般按每块3×104m2进行分块较为合适。各区之间实行流水作业，以重复利用抽真空设备，减少工程投入。
2.2 排水砂垫层铺设
排水砂垫层材料应选用中、粗砂，含泥量要求小于5%。砂垫层的厚度视施工工艺而定，一般为50~100cm。
2.3 加固区密封
要确保真空预压的加固效果，加固区密封性能的好坏至关重要。如果密封性能不好，则不可能形成较高的真空度，甚至难以形成真空度。
一般情况下采用密封膜即可达到加固区密封的要求，若在加固的软土层中夹有水平向透水性较好的粉砂或细砂夹层，则一方面将真空能量主要消耗在抽取大量砂层中的孔隙水导致真空度不能沿竖向排水系统传递；另一方面，砂层中的孔隙起着连通大气的作用，引起真空度的逐渐降低。因此，应在加固区的四周采用密封墙或密封沟进行密封处理，切断加固区与外界的水、气联系。
2.4 抽真空系统不好扩滤管、滤管出膜装置和真空泵等。
滤管采用UPVC塑料管，滤管布置间距不宜大于6.5cm，滤管周围需用砂固定，埋砂厚度以5cm左右为宜。膜下真空度测头布置在两条滤管之间。
密封膜采用2层聚乙烯（或聚氯乙烯）薄膜。施工中应保证密封膜不破损，相邻区块流水施工应保证在抽真空期间密封墙处不会产生漏气现象。
一台真空设备的加固面积一般为1000~1500㎡。设备各连接处用橡皮垫、玻璃胶等进行密封，出膜口和水箱进水口保持在同一水平面。
2.5 覆水
当膜下真空度达到600mmHg后，可在膜上进行覆水，不仅可以避免密封膜老化破裂，还可使加固区密封性得到进一步加强。一般情况下覆水深度不超过0.5m。
3 真空预压法加固效果
目前，真空预压法软基加固已在国内各个工程领域广泛采用，如广州港南沙区一期工程、天津新港东突堤加固工程、山东省济南遥墙机场跑道加固工程等。从真空预压加固前后十字版剪切试验情况看来，被加固土层的十字版平均抗剪强度可由加固前得15kPa提高到加固后的40~50kPa；而从加固前后的土工试验结果的对比来看，淤泥含水量由加固前的70%以上下降到加固后的40%以下；孔隙比则由加固前的1.5以上下降到加固后的1.0以下；其他各项指标也反映出真空预压加固后的土体有较大幅度的改良。这些数据证明了真空预压对于软土地基的加固效果是明显的。与堆载预压法相比，采用真空预压法加固可达到相当于80kPa堆载预压的加固效果，一般可降低造价1／3、缩短工期1／5、节约成本1／3.
4 真空预压法应注意的问题
真空预压工地加固后期周边容易出现裂缝，这是由于真空预压使土地受到各向相等的固结压力并产生整体收缩现象，在发生沉降的同时野产生向里的水平位移。因此，加强影响范围的预测和监测，对加固区周围建筑物采取适当的防护措施具有重要的意义。
5 结语
（1）真空预压法是通过降低土体中的孔压来达到加固土体的目的，真空预压使土体产生等向固结，不会产生剪应力，因此更适合于工期较紧的超软地基加固。
（2）真空预压时，加固区内的地下水位并没有降低，降低的只是孔隙水压力中的大气压力部分，因此，加固区中的土体可以按饱和土体考虑。
（3）真空预压的有效加固深度取决于砂井或塑料排水板的阻力和土体的渗透系数，对于一般的软土地基且井阻较大时，可以认为其加固深度与纵向排水体的打设长度基本一致。
（4）在加固区周围，土体中的水位可能会降低，对加固区和周围的土体产生一定的影响，应重视真空预压与边界的相互影响关系，边界的密封与否是真空预压成败的关键因素。
（5）真空预压使土体受到各向相等的固结压力并产生整体收缩现象，在发生沉降的同时也产生向里的水平位移。加强影响范围(距离)的预测和监测，对加固区周围建筑物采取适当的防护措施具有重要的意义。