真空預壓法處理地基的基本原理與工程應用

1、真空預壓法處理地基的基本原理與工程應用摘要：本文主要論述了真空預壓方法處理軟土地基的加固方案與施工的工藝，同時介紹了真空預壓技術(shù)在實際工程里面的具體應 用，分析這樣方案具有的加固效果，同時也是借助于這些歸納出幾點 有作用的認識。關(guān)鍵詞：真空預壓方法 軟土地基 加固效果引言本文主要研究真空預壓法處理軟土地基的基本原理，需要對于軟 土進行介紹。軟土指的為天然的含水量非常大，壓縮性非常高，承載 力與抗剪強度非常好的粘性土壤。我國軟土分布非常的廣泛，主要位 于東南沿海的平原地帶，內(nèi)陸的湖泊盆地，洼地以及河流的兩岸等地 區(qū)，其主要是靜水或者是緩慢流水環(huán)境里面沉積下來的以細顆粒為主 的第四紀沉積物。1.1

2、軟土孔隙比與含水量軟土具有的顆粒分散性非常的高，聯(lián)結(jié)軟弱，孔隙比也是很大， 含水量也是很高，孔隙比一般都是大于1，最高可以達到5.8，沉積 年代久遠的，深埋大的軟土，孔隙比與含水量逐漸的降低。1.2軟土的透水性與壓縮比軟土具有的空隙比非常的大，空隙十分細小，粘力親水性很強， 突然里面具有有機質(zhì)很多，分解出來的氣體在封閉的控制里面，使得 軟土具有的透水性很強，突然里面具有的有機質(zhì)也是很多，分解出來 的氣體被封閉的空隙里面，使得土壤具有的透水性非常的差，荷載比 的作用下面排水不是很通暢，固結(jié)緩慢，壓縮性也不高。軟土在建筑 物荷載的條件下面容易出現(xiàn)不均勻下沉與大量的沉降，同時下沉非常 的緩慢，完成下

3、沉的時間非常的長。1.3軟土的強度軟土具有的強度非常的低，無側(cè)限抗壓強度一般都是在10-40kpa 之間，不排水直剪實驗的為=2 5 C=1015kpa排水條件下=10 15 C=20kpa因此在確定軟土抗剪強度的時候，應該根據(jù)建筑 物加載的情況時候選擇不同的實驗方案。1.4軟土的觸變性能軟土受到震動的影響，顆粒連接會受到破壞，土壤具有的強度降 低，具有流動的狀態(tài)，觸變的機理就是吸附在土顆粒周圍的水分子定 向的排列被破壞，土顆粒也會懸浮在水里面，呈現(xiàn)出流動的狀態(tài)。在 震動停止的時候，土粒與水分子相互的作用進行定向的排列，土壤的 強度是可以緩慢的恢復。真空預壓法加固軟土地基的原理真空預壓加固的原

4、理就是在外負荷不變的條件下面，通過抽真空 對于加固區(qū)密膜下面的土壤施加流體壓力，同時通過可以傳遞流體壓 力的空隙介質(zhì)，在非常短的時間內(nèi)將其作用于影響由近向遠的距邊界 部分開展，逐漸的建立起新的動態(tài)平衡。在形成動態(tài)平衡的時候，土 體得到了比較快的固結(jié)。也就是通過在軟土基上鋪設的砂墊層，同時 需要設置豎向的排水通道，在這個上面覆蓋不透氣的薄膜形成密封 層，之后再利用真空泵抽取氣體，對于排水通道需要保持非常高的真 空度，在土壤具有的空隙里面產(chǎn)生負的空隙水壓力，空隙里面具有的 水逐漸的被吸出，這樣整個土體達到了固結(jié)。在真空預壓里面，水平與橫向的排水結(jié)構(gòu)不僅僅是具有排水與排 氣的作用，同時也是起著傳遞壓

5、力的作用，在不同的空隙質(zhì)具有不同 的流體阻力，真空壓力在傳遞的過程中會具有很大的損失，對于流體 阻力的主要因素是空隙介質(zhì)具有的滲透系數(shù)。真空預壓主要的施工方案目前的條件下面，真空預壓法處理軟土地基可以分為排水系統(tǒng)， 抽真空系統(tǒng)以及密封系統(tǒng)三個部分，真空泵利用單位射流技術(shù)與土工 合成材料，這個材料也是一次性消耗不再回收的產(chǎn)品。心表PVC真空表真空腹測頭i V “一狀態(tài)EL圖3.1抽真空時流體狀態(tài)的演化過程圖3.1施工準備在勘探出適合于真空預壓方法處理以后的地基在預壓區(qū)域內(nèi)部 規(guī)劃出預壓區(qū)的邊線范圍內(nèi)同時進行原地面的清潔與整理工作，還是 需要設置臨時的供電網(wǎng)絡與組織材料，完成設備的進場與驗收工作。

6、3.2鋪設砂墊層同時鋪設塑料排水板在預壓區(qū)鋪滿砂墊層，其具有的厚度一般為50-80里面，通過中 粗砂石最好的。有的是砂墊層需要分層鋪設，中間添加設置有土工格 柵。在平整壓實以后的砂墊層上面插設塑料排水板，間距一般為1.2-1.5m，深度依據(jù)具體的設計要求來定，一般不超過24m。3.3真空管網(wǎng)布置真空管網(wǎng)是通過傳遞，均勻的布置真空壓力以及抽排水的管路， 通過主管與支濾管組成的，一般是可以選用具有一定程度與柔性的 PVC塑料管材，依據(jù)加固區(qū)域的面積大小與形狀定尺寸的制作。主 管的管徑為70-90mm，壁的厚度不應該小于2mm。支濾管的管徑大 小為50-60mm，壁的厚度不得小于2.0mm，同時外裹

7、反濾的材料。主管與支濾管之間采用地位變徑三通或者是四通連接，同管徑利 用的為對接采用的網(wǎng)絲膠管連接，端頭管設置封堵。在砂墊層上面進 行布設，連接好真空管的網(wǎng)以后，就地的挖溝將管全部的埋入到砂層 里面，通過出膜器將管網(wǎng)與真空泵連接起來。3.4密封膜的鋪設密封膜材料通常采用的為具有良好密封性與柔韌性好、抗穿透能 力與抗老虎能力強的聚氯乙烯材料，其材料具有的參數(shù)為：膜的厚度 為0.12-0.14mm，抗拉的強度為250N/5cm。密封膜設2層3層，分次 鋪設在平整好的砂墊層表面，密封膜上下設無紡土工布(250350 g/m2) 加以保護。3.5密封溝的挖設在加固區(qū)的臨近四周需要挖設密封溝，深度依據(jù)地

8、層的情況進行 設定，一般都是為2-3m，其主要對于周圍具有密封的作用，需要符 合蓋膜閉氣的要求，將密封膜周邊沿著密封溝內(nèi)壁垂直的插入到軟土 與平鋪溝的地步，利用黏土或者是淤泥回填，同時在溝內(nèi)覆水。3.6試抽實驗在試抽這個階段主要對于整個區(qū)域的密封性與設備、器件是否處 于正常的工作狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)問題與及時的補救與解決。在真空預壓的過 程里面，需要檢測地基的變形值與沉降的速率，同時與標準設計進行 對照，測算固結(jié)度以及工后沉降量，借助于這些來確定抽真空的時間 長短。在一般的條件下面，需要保持膜下面的真空度75kPA以上， 連續(xù)的抽真空3-4個月，地基具有的平均固結(jié)度達到了 80%以上。在 很多的情況下面

9、，如果真空達到穩(wěn)定以后，可以同時對于上部堤填坑 與填土堆積，最后形成真空堆載聯(lián)合的預壓，其具有的疊加效果更加 的顯著。工程實力分析4.1珠海發(fā)電廠地基處理工程珠海發(fā)電廠地基的處理，實驗區(qū)域的邊部具有一組塑料的排水真 空壓力進行監(jiān)測，依據(jù)測量的結(jié)果，真空壓力沿著深度會有所降低， 不過幅度非常的小。塑料排水版范圍內(nèi)土體的壓力差作用下面得到了 固結(jié)，運用真空預壓的方案使得土體強度得到了有效的改善。4.2空隙水壓力的預測在加固區(qū)域土體里面不同深度設置空隙水壓力計，有關(guān)的孔壓力 隨著時間的變化如下圖4.1所示。圖4.1孔隙水壓力隨時間變化曲線對于抽真空的階段，伴隨著真空荷載的施加，在不同的深度孔壓 都未

10、得到上升，而是具有非常明顯的下降趨勢，空壓下降的賦值達到 了 60kPA。深部孔壓在抽真空初期下降幅度和速率極快，隨后較為平 緩，所有孔壓在停止抽真空后，都有明顯的迅速回升。4.3真空度觀測真空度具有的高低體現(xiàn)的為密封性的一個重要指標，也是提高軟 基處理效果具有的一個重要特征。對于現(xiàn)場設置的14個膜下的真空 點進行檢測，各個觀測點一般都是維持在了 75-80kPa，如圖4.2所示， 滿足了設計的需要。10、(J I111111iHiin niznr hi 51M1 叫mi :uiw ；圳明 祀混日心肝 i：ui知 &70)50403020 Mcrvfe!渭W圖4.2真空度隨時間變化曲線結(jié)束語真空預壓的方法具有的為加荷快速、不需要堆載材料以及加荷的 過程里面不會出現(xiàn)地基失穩(wěn)現(xiàn)象等優(yōu)點，使得地基含有的穩(wěn)定性得到 提高，工期會明顯的縮短，工程具有的造價會被降低。真空預壓法處 理軟土地基的施工過程中需特別注意豎向排水體的打設、水平墊層的 鋪設、水平濾管的布設、塑料土工布、膜的鋪設和密封溝的設置等。參考文獻陳華,何志東.真空預壓軟土地基加固機理分析與工程實例J. 廣州建筑.2007(05)梅國雄，徐錯，宰金珉,殷宗澤.真空預壓加固軟土地基變形機理