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摘 要：该文基于笔者多年从事真空预压软基工程项目的管理经验，以天津某项目为工程背景，详细探讨了施工准备、施工质量控制、施工管理的思路方法，全文是笔者长期工作实践基础上的理论升华，相信对从事相关工作的同行能有所裨益。
关键词：真空预压 软基处理 施工技术 管理
中图分类号：TU471 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2013）03（a）-0-01
1 工程概况
1.1 地理位置
本项目位于天津某工业区内，主要施工工艺采用“浅层抽水固结与深层真空预压联合处理”，浅层直排式真空预压：膜下真空度不小于60 kPa，竖向排水通道采用塑料排水板，插入淤泥4.5 m，间距0.8 m，露出地表0.6 m，正方形布置；深层直排式真空预压：膜下真空度不小于85 kPa，加固场地区域吹黑砂垫层，竖向排水通道采用塑料排水板，打设底标高-14.5 m，露出地表0.6 m，间距0.8 m，正方形布置。
1.2 工程地质、水文条件
根据地质勘察资料，施工区内土层分布较有规律，原状滩面以上为新吹填土层，原状滩面自上而下主要分为四大层：第一层为海相沉积的淤泥质粉土和淤泥质粘土；第二层为海陆交互沉积的粉质粘土混贝壳和粉质粘土；第三层为河口三角洲相沉积的粉质粘土；第四层为河口三角洲相沉积的粉沙。现对原状土体各相土层按自上而下的顺序描述。
2 施工准备
在施工准备阶段，通过对现场和图纸的仔细察看，我们对主要的工艺流程进行分析，找出对施工质量起关键作用的流程—土工布、砂垫层、塑料排水板，确定作为重点管理对象。同时落实机械、设备材料的进场计划。根据各工序特点对进场人员进行调配。加固区地表以下有约19 m 厚的淤泥和淤泥质土，其上覆新近港池航道疏浚时吹填的淤泥质土，呈流塑状，是典型的深厚软土地基。要作为堆场地基或道路路基必须进行加固处理。
3 工程技术要点
3.1 加固机理
本工程采用用直排式真空预压法加固软土地基，本工法遵循常规真空预压法的加固机理，在地基上施加的不是实际重物，而是把大气压作为荷载。膜下架构层中形成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，引起土体中孔隙水压力下降，形成负的超孔隙水压力。从而使土体中孔隙中的气体和水向垂直排水通道渗流，最后由排水通道汇集至地表被真空泵抽出。直排式真空预压法引起土体中发生渗流是在不施加外荷载的前提下，以降低排水通道中的孔隙水压力，使之小于土体中原有孔隙水压力，形成渗流所需的水力梯度。
分布
從太沙基的有效应力原理来看，直排式真空预压法的加固过程中是在总应力没有增加，即（）的情况下发生的。加固过程中降低的孔隙水压力就等于增加的有效应力，土体就是在该有效应力的作用下得到加固的。
从以上分析可以看出，垂直排水通道在直排式真空预压法中，不仅起着排水通道、减少排水距离，加速土体固结的作用，而且起着传递真空度的作用。“预压荷载”在这里是通过垂直排水通道向土体施加的，垂直排水通道在这里起着双重作用。
3.2 关于侧向变形
对直排式真空预压法来说，被加固土体中A、B、C、D四点各点在加固前都处于k0应力状态，位于k0线上。加固过程中产生的附加有效应力，也即，它们的有效应力路径是一条平行于轴的平行线，都位于k0线下方，说明土体加固过程中发生了侧向收缩变形，没有侧向挤出的变形。因而，加固区周围出现收缩裂缝，地面没有隆起现象。
3.3 直排式真空预压法的特点
（1）直排式真空预压法与传统真空预压法相比，因其不再需要黄砂垫层，可以大量减少砂用量。这是该法与传统真空预压法相比最为突出的特点。
（2）由于直排式真空预压法加固土体的过程中，作用于土体的总应力并没有增加，降低的仅仅是土体中的孔隙水压力，而孔隙水压力是中性应力，是球压力。所以不会发生剪切变形，发生的是侧向收缩变形，不会产生侧向挤出情况，仅是侧向收缩。
（3）直排式真空预压法在加固土体的过程中，在真空吸力的作用下可以使土体中的封闭气泡排出，从而使土体的渗透性提高，加快固结速度。
4 施工质量控制与管理
除深厚淤泥、淤泥质土层外，场地西侧还有原三期围埝，北侧有四期围埝，均为抛石埝体，真空预压施工周边的边界条件较差，施工难度较大。加强管理不只是物质设备的合理调配，更主要是从业人员应具备较好的技术素质，为此我们组织参加地基处理的施工人员进行了复杂地质与工况条件下的详细技术交底，班前培训，使施工人员明确到要高质量、高标准地完成地基处理工作，必须因地制宜，有针对性地制定相应措施，把握好以下几个关键施工工序，同时要具有高度负责的精神，投入到工作中。现分述如下：
4.1 加强施工管理严把塑料排水板打设深度关
采用塑料排水板加固地基，排水板在这里起排水通道作用，塑料排水板的设计打设深度通常要穿透软土层，以便在真空预压作用下软土中的水能通过排水板排出地面，达到地基处理的目的。但该区西侧及北侧一定埋深有围埝抛石体，如果塑料排水板在围埝范围内打穿软土层直接与围埝体相连，则整个真空预压施工将遭到致命失败。为此，需详细探摸，探明围埝准确位置范围、顶标高和坡角范围，其具体做法如下。
（1）制定详细的探摸方案，探摸围埝的范围；（2）组织施工人员进行技术交底，熟悉、掌握打设塑料排水板（尤其是围埝范围）的重要性；（3）根据不同板长，组织测量人员对加固区进行详细的小区划分，并做好明显标识。
结果表明，打设高程符合设计要求的占99.5%，因不合格而补打的占0.5%。通过严格的质量控制，优质高效地完成打设任务。 4.2 塑料排水板打设间距的控制
塑料排水板的排水效果与排水间距的平方成正比，排水板间距大小是根据要求的地基加固时间、固结度及工程造价等方面综合考虑确定的，间距偏差超过允许范围，同一区域地基的加固效果不一样，会产生均匀沉降。必须严格控制间距偏差。
4.3 真空预压工作中的密封质量控制
设计要求80～90 kPa的真空压力，必须在密封条件下才能达到。因此必须做好以下工序的质量控制：
4.3.1 密封膜
采用聚乙烯或聚氯乙烯塑料膜，厚0.12～0.14 mm，场地整平后，选择在无风天气铺膜，每铺一层检查是否有破損或漏洞，若发现问题，及时进行人工粘补，谨防漏气。
4.3.2 密封沟（压膜沟）
密封沟的开挖应沿加固区边界进行，其深度应切断透水层，内外坡应平滑无砂料存在。沟底宽应在0.4 m以上，以保证密封膜与沟底粘土充分接触，满足密封要求。密封沟回填料应为纯粘土，不含杂质，回填时应避免回填料直接撞击密封膜，以免击破
漏气。
4.3.3 加固区内覆水
此举有利于增加加固区密封性能，微小孔隙在负压作用下，因水的渗入而得到充灌，使膜下密封性进一步增强。因此，在铺膜完成后，在加固区四周填筑覆水围埝。施工时要专人负责，防止施工过程中硬物将膜刺破。至此，加固区密封问题已经解决，通过加压后滤管内的气体连同水排出地面，膜下产生负压，使膜上、下形成压力差，同时排出的水又做为一种荷载加到密封膜上，使膜下真空度得到保障。
4.4 真空预压施工质量控制及效果分析
通过以上真空预压关键工序的严格控制，施工工艺的合理利用，使地基处理取得了满意的加固效果，工期得到了有力的保证。
4.4.1 施工工期和真空压力
试抽真空同时仔细检查每台射流泵的运转情况及薄膜的密封性，发现问题及时处理。试抽气时要求先分3批循环开启真空泵，每批只开启1/3的泵数量，每批持续时间为3 d。开启全部真空泵，然后实施深层真空预压处理（膜下真空压力不小于85 kPa）的抽真空有效时间为115 d。并在满载预压施工期间膜下真空压力始终保持在90 kPa以上。工期提前7 d完成，真空压力超出设计要求5～10 kPa 以上。
4.4.2 加固效果分析
为了监测和检验地基的加固效果，加固区布置了表层沉降盘、深层分层沉降仪、侧斜仪、孔隙水压力仪、水位仪、加固前后原状土试验、原位十字板测试等多种测试仪器和手段。从效果检验结论可知，地基加固效果明显，土的物理力学性质均有较大程度的改善。通过现场十字板剪切试验，软土的抗剪强度从25.4 kPa增长到29.5 kPa。根据十字板强度推算的地基承载力标准值为92.6 kPa，超过了设计要求的80 kPa。真空预压各项指标均满足并超过设计要求值，取得了满意的加固效果。
5 结语
（1）对于深厚的超软土地基，采用浅层抽水固结与深层真空预压联合处理的工艺进行加固处理是最佳选择，可获得事半功倍的效果。（2）本工程由于严格的施工管理，强化了科学技术意识，把握了关键工序的施工质量，达到了加固效果优良可靠，缩短工期和节省成本的目的。（3）本工程开创了在真空预压施工区内铺设临时道路作为施工便道的先河，事实证明这种方法是可行的。（4）在地下存在石坝或其他透气性较强地层时，只要加强施工科学管理，采取必要的施工措施，也可采用真空预压法进行软基加固的方法处理。
参考文献
[1] 张捷，邱钰伟.特殊工况条件下的真空联合堆载预压施工质量控制[J].水运工程，2007（1）.
[2] 张聪.黄骅港一期堆场真空预压加固地基的质量控制[J].港工技术.2001（3）.
关键词：真空预压 软基处理 施工技术 管理
中图分类号：TU471 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2013）03（a）-0-01
1 工程概况
1.1 地理位置
本项目位于天津某工业区内，主要施工工艺采用“浅层抽水固结与深层真空预压联合处理”，浅层直排式真空预压：膜下真空度不小于60 kPa，竖向排水通道采用塑料排水板，插入淤泥4.5 m，间距0.8 m，露出地表0.6 m，正方形布置；深层直排式真空预压：膜下真空度不小于85 kPa，加固场地区域吹黑砂垫层，竖向排水通道采用塑料排水板，打设底标高-14.5 m，露出地表0.6 m，间距0.8 m，正方形布置。
1.2 工程地质、水文条件
根据地质勘察资料，施工区内土层分布较有规律，原状滩面以上为新吹填土层，原状滩面自上而下主要分为四大层：第一层为海相沉积的淤泥质粉土和淤泥质粘土；第二层为海陆交互沉积的粉质粘土混贝壳和粉质粘土；第三层为河口三角洲相沉积的粉质粘土；第四层为河口三角洲相沉积的粉沙。现对原状土体各相土层按自上而下的顺序描述。
2 施工准备
在施工准备阶段，通过对现场和图纸的仔细察看，我们对主要的工艺流程进行分析，找出对施工质量起关键作用的流程—土工布、砂垫层、塑料排水板，确定作为重点管理对象。同时落实机械、设备材料的进场计划。根据各工序特点对进场人员进行调配。加固区地表以下有约19 m 厚的淤泥和淤泥质土，其上覆新近港池航道疏浚时吹填的淤泥质土，呈流塑状，是典型的深厚软土地基。要作为堆场地基或道路路基必须进行加固处理。
3 工程技术要点
3.1 加固机理
本工程采用用直排式真空预压法加固软土地基，本工法遵循常规真空预压法的加固机理，在地基上施加的不是实际重物，而是把大气压作为荷载。膜下架构层中形成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，引起土体中孔隙水压力下降，形成负的超孔隙水压力。从而使土体中孔隙中的气体和水向垂直排水通道渗流，最后由排水通道汇集至地表被真空泵抽出。直排式真空预压法引起土体中发生渗流是在不施加外荷载的前提下，以降低排水通道中的孔隙水压力，使之小于土体中原有孔隙水压力，形成渗流所需的水力梯度。
分布
從太沙基的有效应力原理来看，直排式真空预压法的加固过程中是在总应力没有增加，即（）的情况下发生的。加固过程中降低的孔隙水压力就等于增加的有效应力，土体就是在该有效应力的作用下得到加固的。
从以上分析可以看出，垂直排水通道在直排式真空预压法中，不仅起着排水通道、减少排水距离，加速土体固结的作用，而且起着传递真空度的作用。“预压荷载”在这里是通过垂直排水通道向土体施加的，垂直排水通道在这里起着双重作用。
3.2 关于侧向变形
对直排式真空预压法来说，被加固土体中A、B、C、D四点各点在加固前都处于k0应力状态，位于k0线上。加固过程中产生的附加有效应力，也即，它们的有效应力路径是一条平行于轴的平行线，都位于k0线下方，说明土体加固过程中发生了侧向收缩变形，没有侧向挤出的变形。因而，加固区周围出现收缩裂缝，地面没有隆起现象。
3.3 直排式真空预压法的特点
（1）直排式真空预压法与传统真空预压法相比，因其不再需要黄砂垫层，可以大量减少砂用量。这是该法与传统真空预压法相比最为突出的特点。
（2）由于直排式真空预压法加固土体的过程中，作用于土体的总应力并没有增加，降低的仅仅是土体中的孔隙水压力，而孔隙水压力是中性应力，是球压力。所以不会发生剪切变形，发生的是侧向收缩变形，不会产生侧向挤出情况，仅是侧向收缩。
（3）直排式真空预压法在加固土体的过程中，在真空吸力的作用下可以使土体中的封闭气泡排出，从而使土体的渗透性提高，加快固结速度。
4 施工质量控制与管理
除深厚淤泥、淤泥质土层外，场地西侧还有原三期围埝，北侧有四期围埝，均为抛石埝体，真空预压施工周边的边界条件较差，施工难度较大。加强管理不只是物质设备的合理调配，更主要是从业人员应具备较好的技术素质，为此我们组织参加地基处理的施工人员进行了复杂地质与工况条件下的详细技术交底，班前培训，使施工人员明确到要高质量、高标准地完成地基处理工作，必须因地制宜，有针对性地制定相应措施，把握好以下几个关键施工工序，同时要具有高度负责的精神，投入到工作中。现分述如下：
4.1 加强施工管理严把塑料排水板打设深度关
采用塑料排水板加固地基，排水板在这里起排水通道作用，塑料排水板的设计打设深度通常要穿透软土层，以便在真空预压作用下软土中的水能通过排水板排出地面，达到地基处理的目的。但该区西侧及北侧一定埋深有围埝抛石体，如果塑料排水板在围埝范围内打穿软土层直接与围埝体相连，则整个真空预压施工将遭到致命失败。为此，需详细探摸，探明围埝准确位置范围、顶标高和坡角范围，其具体做法如下。
（1）制定详细的探摸方案，探摸围埝的范围；（2）组织施工人员进行技术交底，熟悉、掌握打设塑料排水板（尤其是围埝范围）的重要性；（3）根据不同板长，组织测量人员对加固区进行详细的小区划分，并做好明显标识。
结果表明，打设高程符合设计要求的占99.5%，因不合格而补打的占0.5%。通过严格的质量控制，优质高效地完成打设任务。 4.2 塑料排水板打设间距的控制
塑料排水板的排水效果与排水间距的平方成正比，排水板间距大小是根据要求的地基加固时间、固结度及工程造价等方面综合考虑确定的，间距偏差超过允许范围，同一区域地基的加固效果不一样，会产生均匀沉降。必须严格控制间距偏差。
4.3 真空预压工作中的密封质量控制
设计要求80～90 kPa的真空压力，必须在密封条件下才能达到。因此必须做好以下工序的质量控制：
4.3.1 密封膜
采用聚乙烯或聚氯乙烯塑料膜，厚0.12～0.14 mm，场地整平后，选择在无风天气铺膜，每铺一层检查是否有破損或漏洞，若发现问题，及时进行人工粘补，谨防漏气。
4.3.2 密封沟（压膜沟）
密封沟的开挖应沿加固区边界进行，其深度应切断透水层，内外坡应平滑无砂料存在。沟底宽应在0.4 m以上，以保证密封膜与沟底粘土充分接触，满足密封要求。密封沟回填料应为纯粘土，不含杂质，回填时应避免回填料直接撞击密封膜，以免击破
漏气。
4.3.3 加固区内覆水
此举有利于增加加固区密封性能，微小孔隙在负压作用下，因水的渗入而得到充灌，使膜下密封性进一步增强。因此，在铺膜完成后，在加固区四周填筑覆水围埝。施工时要专人负责，防止施工过程中硬物将膜刺破。至此，加固区密封问题已经解决，通过加压后滤管内的气体连同水排出地面，膜下产生负压，使膜上、下形成压力差，同时排出的水又做为一种荷载加到密封膜上，使膜下真空度得到保障。
4.4 真空预压施工质量控制及效果分析
通过以上真空预压关键工序的严格控制，施工工艺的合理利用，使地基处理取得了满意的加固效果，工期得到了有力的保证。
4.4.1 施工工期和真空压力
试抽真空同时仔细检查每台射流泵的运转情况及薄膜的密封性，发现问题及时处理。试抽气时要求先分3批循环开启真空泵，每批只开启1/3的泵数量，每批持续时间为3 d。开启全部真空泵，然后实施深层真空预压处理（膜下真空压力不小于85 kPa）的抽真空有效时间为115 d。并在满载预压施工期间膜下真空压力始终保持在90 kPa以上。工期提前7 d完成，真空压力超出设计要求5～10 kPa 以上。
4.4.2 加固效果分析
为了监测和检验地基的加固效果，加固区布置了表层沉降盘、深层分层沉降仪、侧斜仪、孔隙水压力仪、水位仪、加固前后原状土试验、原位十字板测试等多种测试仪器和手段。从效果检验结论可知，地基加固效果明显，土的物理力学性质均有较大程度的改善。通过现场十字板剪切试验，软土的抗剪强度从25.4 kPa增长到29.5 kPa。根据十字板强度推算的地基承载力标准值为92.6 kPa，超过了设计要求的80 kPa。真空预压各项指标均满足并超过设计要求值，取得了满意的加固效果。
5 结语
（1）对于深厚的超软土地基，采用浅层抽水固结与深层真空预压联合处理的工艺进行加固处理是最佳选择，可获得事半功倍的效果。（2）本工程由于严格的施工管理，强化了科学技术意识，把握了关键工序的施工质量，达到了加固效果优良可靠，缩短工期和节省成本的目的。（3）本工程开创了在真空预压施工区内铺设临时道路作为施工便道的先河，事实证明这种方法是可行的。（4）在地下存在石坝或其他透气性较强地层时，只要加强施工科学管理，采取必要的施工措施，也可采用真空预压法进行软基加固的方法处理。
参考文献
[1] 张捷，邱钰伟.特殊工况条件下的真空联合堆载预压施工质量控制[J].水运工程，2007（1）.
[2] 张聪.黄骅港一期堆场真空预压加固地基的质量控制[J].港工技术.2001（3）.