摘要：真空聯(lián)合堆載預(yù)壓，是在真空預(yù)壓法和堆載預(yù)壓法基礎(chǔ)上演化而來，兩者均屬于排水固結(jié)法；兩者聯(lián)合施工，通過真空壓力（負(fù)壓）及堆載壓力（正壓）雙重作用對深厚軟土地基進(jìn)行有效處理，在不平衡水壓力下，土體中孔隙水及氣體通過豎向排水系統(tǒng)順勢排出，從而達(dá)到軟土固結(jié)效果。

關(guān)鍵詞：真空聯(lián)合堆載預(yù)壓；排水；固結(jié)

一.前言

1952年瑞典皇家地質(zhì)學(xué)院教授W.Kjellman提出真空預(yù)壓理論，1957年美國費(fèi)城機(jī)場跑道修建中應(yīng)用，1980年我國天津新港首次應(yīng)用，1983年我國開展真空-堆載聯(lián)合預(yù)壓法研究，近年來真空-堆載聯(lián)合預(yù)壓法廣泛應(yīng)用于各種軟土地基處理工程中。

二.施工原理

真空聯(lián)合堆載預(yù)壓法是在需要加固的軟土地基區(qū)域鋪設(shè)砂墊層，四周采用雙排攪拌樁施做密封墻，同步插打垂直排水通道（砂井或塑料板排水板），再在砂墊層頂面鋪設(shè)密封膜使其與大氣隔絕，密封膜四周壓入密封溝中形成密閉結(jié)構(gòu)，通過砂墊層內(nèi)埋設(shè)吸水管道，用真空泵進(jìn)行抽氣，使其形成真空負(fù)壓（見圖1）。當(dāng)抽真空時，在砂墊層、塑料排水板通道先后形成壓差，在此壓差作用下，土體中的孔隙水不斷由排水通道排出，從而使土體固結(jié)；同時在砂墊層上再分層堆載，與抽真空共同作用，加速土體中孔隙水壓力的消散及土體固結(jié)。

圖1真空預(yù)壓示意圖

三.適用范圍

本工藝適用于含水量高、孔隙比大、強(qiáng)度低、滲透系數(shù)和固結(jié)系數(shù)小的粘性土和淤泥質(zhì)粘土；可用于公路、市政、鐵路等軟土地基加固。

四.工程實(shí)例

Y-N城市輕軌工程車輛段位處稻田、香蕉田淤泥地段，軟土淤泥深厚，達(dá)16-19米，含水量大，塑性指數(shù)高，滲透系數(shù)小，承載力極差，通過經(jīng)濟(jì)比選分析，其中8.2公頃采用真空聯(lián)合堆載預(yù)壓法進(jìn)行軟土地基處理，根據(jù)地形分4個區(qū)域施工，現(xiàn)選其中F區(qū)域（3.1公頃）為例，對其詳細(xì)的施工環(huán)節(jié)及控制要點(diǎn)進(jìn)行敘述。

1、砂墊層施工

場地平整，清理腐植雜物，然后鋪設(shè)50cm厚具有良好滲透系數(shù)的粗砂墊層，攤鋪整平。

砂墊層中要注意清理含尖棱石子和貝殼等易刺穿密封膜的雜物。

2、密封墻施工

密封墻采用膨潤土攪拌樁，兩排布置，樁徑采用700mm，搭接長度為200mm，密封墻的寬度為1.2m。密封墻打設(shè)深度務(wù)必要穿透淤泥層，滿足密封性要求，隔斷地下水氣連接；此步工序至關(guān)重要，一定要嚴(yán)控泥漿配合比及施工操作。

密封墻施工完成后選擇幾處鉆芯取樣室內(nèi)檢測及現(xiàn)場插管滲水試驗(yàn)，以檢測密封墻密封性。

3、排水板施工

排水板間距1.1m，正方形布置。排水板沉管前末端設(shè)置薄鐵片板靴，以防拔管時回帶。拔管后排水板露出墊層30cm左右；拔管后基底會有大量氣體及淤泥上涌，經(jīng)過日曬，淤泥成塊后清理干凈，并將外露排水板埋入砂層。

排水板的打設(shè)深度一定要滿足設(shè)計要求，既不能太淺也不能太深。打設(shè)太淺，處理層排水不足，真空度不佳，固結(jié)度難就難以達(dá)標(biāo)；打設(shè)太深，穿透處理層，直接進(jìn)入底下透水層，則透水層排水直接到地面，同樣影響處理層固結(jié)度。

4、監(jiān)測施工

埋設(shè)完塑料排水板后安裝監(jiān)控系統(tǒng)，包括：地面沉降量，分層沉降量、真空壓力、孔隙水壓力、水平位移觀測以及地面水平位移觀測。

5、布真空管

將砂墊層挖深10~20cm溝槽，布設(shè)真空管。真空管分為主管和濾管，均為PVC硬塑料管，主管通徑為Φ75mm，濾管通徑為Φ63mm；主管和濾管布置為魚刺形，采用三通、四通及軟接頭套接；濾管鉆小孔，制成花管，外套無紡?fù)凉げ迹乐闺s物進(jìn)入管道。

6、鋪土工布與真空膜

第一層土工布鋪設(shè)于平整的砂墊層上，第二次土工布在試抽完成后鋪設(shè)于兩層真空膜之上，均作為真空膜的保護(hù)層。

真空膜采用2層聚乙烯或聚氯乙烯薄膜（整張訂制），在無風(fēng)天氣人工分層鋪設(shè)，覆蓋整個單元并超出周邊5m；膜體周邊埋入密封溝（溝深＞1.5m）內(nèi)，用土回填密封溝并壓實(shí)，超出部分采用袋裝粘土及摻膨潤土粘土回填壓實(shí)。

監(jiān)測設(shè)備需破膜外露，對于真空膜破口處做好密封，杜絕漏氣。

7、出膜連接與抽真空系統(tǒng)安裝

抽真空設(shè)備主要包括出膜裝置和真空射流泵。出膜處安裝閥門，通過鋼絲膠管連接至射流真空泵（功率＞7.5kW，抽真空能力＞95kPa）。各部位連接必須牢固，密封可靠；且應(yīng)預(yù)留備用泵。

8、試抽真空

兩層真空膜施工結(jié)束后即進(jìn)行試抽真空直到膜下真空壓力穩(wěn)定保持在80kPa以上，在試抽過程中檢查整個加固區(qū)，如膜上發(fā)現(xiàn)有孔洞要及時粘補(bǔ)。試抽真空壓力達(dá)到穩(wěn)定值后進(jìn)行第二層土工布施工。

9、正常抽真空

試抽達(dá)到要求后（膜下真空度穩(wěn)定在80kPa以上）可轉(zhuǎn)入正常抽真空階段；現(xiàn)場配備足夠的發(fā)電機(jī)，保證持續(xù)電源，以便80%真空泵量正常運(yùn)行，維持真空壓力≥80kPa，持續(xù)不斷。

10、堆載預(yù)壓

連續(xù)抽真空15天，地基沉降速率不大于30mm/d，同時沉降速率相對穩(wěn)定且逐步下降，即可對堆載預(yù)壓層分層填筑、壓實(shí)。

堆載第一層鋪設(shè)厚度控制在50cm左右，采用細(xì)粒土，先人工攤鋪，再機(jī)械緩慢逐步推進(jìn)，以免戳破密封膜；其它堆載在持續(xù)不斷抽真空前提下，按要求完成設(shè)計量。

11、真空卸載

真空預(yù)壓卸載條件：真空堆載聯(lián)合作用時間滿足設(shè)計計算要求；實(shí)測地面沉降速率連續(xù)5天平均沉降量≤2mm/d；ASAOKA法根據(jù)實(shí)測數(shù)據(jù)判定的地基土層固結(jié)度達(dá)到 ≥ 90%。

12、工后檢測

加固工作結(jié)束后，進(jìn)行原位測試及取樣試驗(yàn)，以獲得對比數(shù)據(jù)評價地基處理效果。

原位試驗(yàn)包括：靜力觸探試驗(yàn)（可測孔隙水壓力）CPT、十字板剪切試驗(yàn)（VST）以及靜載荷試驗(yàn)。

室內(nèi)試驗(yàn)：在鉆孔內(nèi)每隔2m取一原狀土樣以及進(jìn)行一次標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)（SPT）進(jìn)行土的物理力學(xué)性質(zhì)試驗(yàn)（重度、含水量、孔隙比、壓縮系數(shù)、變形模量）。

13、工程效果

F區(qū)域經(jīng)過140天的真空聯(lián)合堆載預(yù)壓，真空壓力一直保持80KPa以上；工后總沉降量為1.69m，沉降速率連續(xù)10天為1.21mm/d；孔隙水壓力穩(wěn)定，軟土固結(jié)效果明顯；水平傾斜位置沒有變化，地基明顯穩(wěn)定；采用 Asaoka法分析地基固結(jié)度為 99.5%，其它各項(xiàng)試驗(yàn)檢測項(xiàng)目結(jié)果均滿足設(shè)計要求。

五.總結(jié)

真空聯(lián)合堆載預(yù)壓法是真空預(yù)壓法和堆載預(yù)壓法的良好結(jié)合，既解決了真空預(yù)壓法的荷載不足問題，又解決了堆載法手段單一，耗時長的弊病，同時經(jīng)濟(jì)適用，便于操作，在造價、工期、效果、環(huán)保等方面具有較大的優(yōu)越性，是一種實(shí)用、經(jīng)濟(jì)、適應(yīng)性廣的大面積軟基處理的有效方法，在軟土地基加固處理中具有廣闊的應(yīng)用前景。

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