真空預(yù)壓加固軟土地基工法

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1、真空預(yù)壓加固軟土地基工法　　真空預(yù)壓法是在地基表面鋪設(shè)密封膜，通過特制的真空設(shè)備抽真空，使密封膜下砂墊層內(nèi)和土體中垂直排水通道內(nèi)形成負(fù)壓，加速孔隙水排出，從而使土體固結(jié)、強(qiáng)度提高的軟土地基加固法。　　真空預(yù)壓法適用于加固淤泥、淤泥質(zhì)土和其他能夠排水固結(jié)而且能形成負(fù)超靜水壓力邊界條件的軟粘土。該法早在50年代初就已由瑞典的杰爾曼(W.kJELLMAN)提出，但直至70年代末期一直末能得到廣泛應(yīng)用。1980年，交通部第一航務(wù)工程局科研所(天津港灣工程研究所)在天津新港開展現(xiàn)場試驗(yàn)研究，解決了實(shí)用密封薄膜、抽真空裝置及關(guān)鍵施工工藝，使該法達(dá)到實(shí)用階段，并于1982年末成功地應(yīng)用于天津新港軟

2、基加固工程中。1983年該法的研究列入“六五”國家科技攻關(guān)項(xiàng)目1985年通過國家技術(shù)鑒定，并獲“六五”國家科技攻關(guān)獎；1987年2月取得國家專利權(quán)(專利號(申請?zhí)?85108820)，并于1989年被評為中國專利優(yōu)秀獎；“七五”期間，該法被列為國家計(jì)委重點(diǎn)推廣新技術(shù)的第28項(xiàng)，同時被列為“七五”期間交通部《通達(dá)計(jì)劃》推廣新技術(shù)項(xiàng)目之一。目前，真空預(yù)壓法已在港口工程、石油、化工、建筑、公用事業(yè)和機(jī)場等工程中得到實(shí)際應(yīng)用，加固面積已超過150萬平方米，取得了良好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果?！　∫?、真空預(yù)壓加固法的特點(diǎn)　　真空預(yù)壓加固法有以下幾個特點(diǎn)：　　(1)加固過程中土體除產(chǎn)生豎向壓縮外，還伴隨側(cè)

3、向收縮，不會造成側(cè)向擠出，特別適于超軟土地基加固?！　?2)一般膜下真空度可達(dá)600mmHg，等效荷重為80kPa，約相當(dāng)于4.5m堆土荷載；真空預(yù)壓荷重可與堆載預(yù)壓荷重疊加，當(dāng)需要大于80kPa的預(yù)壓加固荷重時，可與堆載預(yù)壓法同時使用，超出80kPa的預(yù)壓荷重由堆載預(yù)壓補(bǔ)足。　　(3)真空預(yù)壓荷載不會引起地基失穩(wěn)，因而施工時無須控制加荷速率，荷載可一次快速施加，加固速度快，工期短。　　(4)施工機(jī)具和設(shè)備簡單，便于操作；施工方便，作業(yè)效率高，加固費(fèi)用低，適于大規(guī)模地基加固，易于推廣應(yīng)用。　　(5)不需要大量堆載材料，可避免材料運(yùn)入、運(yùn)出而造成的運(yùn)輸緊張、周轉(zhuǎn)困難與施工干擾；施工

4、中無噪音，無振動，不污染環(huán)境。　　(6)適于狹窄地段、邊坡附近的地基加固。　　(7)需要充足、連續(xù)的電力供應(yīng)；加固時間不宜過長，否則，加固費(fèi)用可能高于同等荷重的堆載預(yù)壓。　　(8)在真空預(yù)壓加固過程中，加固區(qū)周圍將產(chǎn)生向加固區(qū)內(nèi)的水平變形，加固區(qū)邊線以外約10m附近常發(fā)生裂縫。因此，在建筑物附近施工時應(yīng)注意抽真空期間地基水平變形對原有建筑物所產(chǎn)生的影響。　　二、真空預(yù)壓法的機(jī)理與基本性能　　真空作用下土體的固結(jié)過程，是在總應(yīng)力基本不變的情況下，孔隙水壓力降低、有效應(yīng)力增長的過程。　　抽真空時，先后在地表砂墊層及豎向排水通道內(nèi)逐步形成負(fù)壓，使土體與排水通道、墊層之間形成壓差；在

5、此壓差作用下，土體中的孔隙水不斷由排水通道排出，孔隙水壓力隨之降低、有效應(yīng)力增長，從而使土體固結(jié)壓密。這樣，地基沉降在預(yù)壓加固階段基本完成，并獲得足夠的強(qiáng)度。因此，在經(jīng)過真空預(yù)壓加固后的地基上施加建筑物荷載時，既不會發(fā)生地基失穩(wěn)問題，又不會產(chǎn)生有害的殘余沉降與差異沉降。　　本工法可使膜下真空度在10—20d內(nèi)達(dá)到和維持在600mmUg以上，可產(chǎn)生相當(dāng)于80KPa的等效荷載?！　∪?、施工工藝　　真空預(yù)壓施工包括以下四個主要部分：　　(1)采用不透氣的密封膜使加固地基與大氣隔絕；　　(2)為使土體加速排水固結(jié)，在加固地基中設(shè)置排水通道(如塑料排水板)；　　(3)采用高效率的抽真空裝

6、置；　　(4)為了節(jié)能和安全正常運(yùn)轉(zhuǎn)，需要安裝自動控制、記錄系統(tǒng)。　　(一)施工工具　　1、排水通道打設(shè)機(jī)　　由于塑料排水板具有質(zhì)量穩(wěn)定、輕便可靠、打設(shè)速度快、加固效果好等優(yōu)點(diǎn)，目前在真空預(yù)壓加固中已被廣泛采用，極少見到使用袋裝砂井及普通砂井的實(shí)例。　　塑料排水板打設(shè)機(jī)可采用履帶式或軌道式等輕型設(shè)備，其接地壓力應(yīng)與加固地基相適應(yīng)；當(dāng)?shù)鼗周浫酰鼗休d力偏低時，往往需要對地基表層臨時處理，以適應(yīng)打設(shè)機(jī)對地基承載力的要求。　　打設(shè)方式可用振動錘打入，亦可用靜壓壓入。　　采用目前常用塑料排水板打設(shè)機(jī)打設(shè)長度為20m左右的塑料排水板時，打設(shè)效率一般可達(dá)到1000—1500m/

7、臺班。　　2、真空設(shè)備及自控裝置　　(1)真空設(shè)備：φ48型射流泵、3HA—9型離心式水泵。　　(2)自控裝置：自動控制、記錄儀。　　(二)施工程序　　本工法的施工程序如下：　　(1)設(shè)置排水通道包括在軟基表面鋪設(shè)砂墊層和土體中打設(shè)排水通道。目前多采用塑料排水板作為豎向排水通道。采用套管法打設(shè)塑料排水板。在鋼套管壓入地基土內(nèi)之前，須先將塑料板放入套管，并在塑料板端部加管靴，這樣，當(dāng)鋼套管壓入時，管靴和塑料板也隨之入土，拔出鋼套管時，