真空預壓加載地基施工技術分析

李建軍

【摘 要】本文從施工組織、施工質量控制以及處理效果系統分析了真空預壓地基處理流程，具有借鑒意義。

【關鍵詞】地基處理；真空預壓；承載力檢測

【Abstract】From the construction organization， construction quality control and processing system analyzes the effect of vacuum preloading ground treatment processes， with reference.

【Key words】Ground handling；Vacuum preloading；Capacity test

1. 工程概況

某地塊場地形成工程實施區域為39000m2，場地工程采用真空預壓，真空預壓的目標沉降值在300～900mm之間。

2. 工程難點

（1）本工程設計對填筑材料指標要求高，對所采用的土方原材料均有明確、詳細的要求，同時業主對于本工程使用土源所含的各類化學成分及污染物評價指標均有極高的要求，地基處理預壓的最大沉降量高達900mm，質量要求高。

（2）在本工程實施階段，河湖填埋工程、園區臨時道路工程等工程同步施工，大面積土體深層位移和沉降必然會對周邊土體帶來影響，因此，對周邊影響程度及范圍的控制要求高。

3. 施工方法及要點

3.1 工藝流程。場地清表一場地分層填筑碾壓一鋪設砂墊層一密封墻施工一塑料排水板施工一排水主管及濾管鋪設一真空膜施工一真空加載一卸載一大面積平整。

3.2 場地清表。清表的深度為30 cm，其工藝流程為：測量放樣一第1次清表一完成面標高測量一第2次清表一完成面標高測量一清表完成。清表施工主要采用機械施工，人工配合。施工機械主要選用干式履帶推土機、濕式履帶推土機、反鏟式挖土機和自卸卡車。對于水位高、含水量高、場地泥濘的區域使用濕式履帶推土機。

3.3 場地分層填筑碾壓。分層填筑前，必須進行回填土原材料的監測和檢測。

具體流程和要點如下：

（1）場地填筑地基處理前進行，結合地基處理特點，填筑時需分區分塊進行。為便于地基處理，按每區塊邊長不大于50 m進行分層填筑。

（2）場地填筑時應采用方格式分層拼接填筑，每塊邊長不宜大于50 m，按順序形成真空預壓處理小區域。

（3）素土分層填筑須控制填土厚度，一般采用機械碾壓，將填土壓實厚度控制在25 cm。碾壓時由兩邊逐漸向中間，碾壓要均勻、機械行進速度適中，碾輪每次重疊寬度為0.5～1 m，依次進行，避免漏壓。

（4）由于場地填筑面積較大，在填筑時極易產生積水情況，因此在填筑過程中應嚴格做好場地排水，以免場地長時間積水浸泡土體。

（5）填筑過程中的場地排水可以采用在分層填筑時設置排水坡的方式進行，坡度為0.15%。

（6）技術要點：場地填筑的主要技術控制指標為填筑土方的壓實度。現場填筑時通過對壓實系數的測試進行質量控制。填筑土方含水量的大小直接影響到碾壓質量，在碾壓前應預試驗，以得到符合壓實度要求條件下的最優含水量和最少碾壓遍數。填土施工時，需要分層回填壓實至要求壓實度，而對松散土層進行分層回填時，每層厚度應<250mm。

3.4 鋪設砂墊層。

（1）鋪設厚度500 mm，材料采用中粗砂，含泥量<5%，干密度>1.5g/cm3，滲透系數>0.1 mrn/s。真空預壓砂墊層采用推土機碾壓并刮平，厚50 cm砂墊層一次鋪設完成。砂墊層鋪設前，按20 mx 20 m插設竹竿，其上標注50 cm的尺寸線。砂墊層施工時，以竹竿上的標注為基準控制臨近區域的鋪砂厚度。采用鋼直尺隨機測量砂墊層厚度。

（2）發現有厚度達不到要求的區域，要加密抽測點，并令該區域返工。

（3）施工前，將粒徑>50 mm的礫石除去；鋪設過程中，遇尖利硬物、泥塊及其它雜物等分撿出去。砂墊層面層厚度4 cm范圍內不允許有帶棱角的硬物顆粒。鋪砂要均勻，不得成堆，其干密度應符合設計要求。為控制施工進度，砂墊層可分區進行鋪設，分區驗收，以便打樁機盡早進場，形成流水作業。

3.5 密封墻施工。水泥黏土攪拌密封墻采用32.5普通硅酸鹽水泥，采用兩噴三攪施工工藝，樁直徑700 mm，搭接200 mm，水泥摻量為5%，膨潤土摻量為0.8%，Na：CO，摻量為膨潤土摻量的5%。根據設計要求，密封墻沉樁后的滲透系數小于1×10-5cm/s，而根據現場實際檢測，其滲透系數3.98 x 10-8 cm/s。

3.6 塑料排水板施工。

（1）塑料排水板施工主要工藝流程為：鋪設水平排水墊層一測放各施工分區邊界線，定出塑料排水板位置并做好標記一打設機定位，在套管內穿入塑料排水板一安裝管靴一沉設套管一打設至施工控制標高一提升套管一剪斷塑料排水板一檢查并記錄塑料排水板打設情況一移機至下一板位。塑料排水板打設的施工機械采用履帶式打樁機，排水板外露長度>200 mm，根據設計確定好單根排水板長度。

（2）拔起套管后，錨靴連同排水板一起留在土中，然后剪斷連續的排水板，即完成了1個排水孔插板操作。在剪斷排水板時，要留有露出原地面15～30 cm的“板頭”，其后在“板頭”旁邊挖起砂土20 cm深成碗狀的凹位，再將露出的板頭折埋于砂墊層中，與砂墊層貫通。

3.7 排水主管及濾管鋪設。按主管橫向、濾管縱向布置，主管間距12 m，濾管間距6 m。主管采用075 mm波紋管，濾管采用063 mm打孔波紋管。主管和濾管之間采用軟膠管連接，可以使整個管路系統能較好的適應地面的不均勻沉降。主管上下不開孔，濾管上應設置圓孔，濾管圓：}L010 mm，濾管圓孔間距和排距均為40 mm，外包1層土工布。主管和濾管均應在砂墊層中開溝連接并埋設入內，埋設深度為250 mm。endprint

3.8 真空膜施工。

（1）在鋪設真空膜之前必須在砂墊層上先鋪設1層無紡土工布，避免真空膜直接接觸砂墊層或其他尖銳狀物而受損。將事先壓制成型的密封膜，分2層鋪設，要有一點余量，展開后每層要進行檢查修補，四邊埋入壓膜溝里，深入溝底10～20 cm，以確保膜的密封性。

（2）密封溝設計深度1 m，上寬為2.1 m，下寬為1.2 m。開挖密封溝時直接挖至攪拌樁頂面以下0.5 m，要保證密封膜跟黏土攪拌樁緊密結合，防止漏氣。在密封溝底部設置300 mm x 300 mm的凹槽，使密封膜伸入凹槽內，上部先采用厚300 mm黏土回填，接著采用厚300 mm的淤泥回填，最后上部覆水。

3.9 真空加載。

（1）預壓技術指標為膜下真空度>80 kPa；滿載預壓時間為100 d（最終按卸載標準確定）。真空射流泵采用7.5 KW以上功率的射流泵，每臺射流泵的真空吸力空抽時應達到96 kPa以上。

（2）按各施工區域圖布設射流泵，并進行設備調試、試抽。安裝時按射流泵布設圖進行，必須保證位置準確，連接處要密封，安裝后進行調試，檢查質量，做好抽氣準備。

（3）本項目真空預壓不需采用覆水的方式進行加載，當膜下真空度觀測記錄數值穩定后，為便于保護真空膜不受意外破壞漏氣，采取保護性覆水措施以保護真空膜完好。在預壓區邊界設置300 mm高覆水圍堰，圍堰的頂部寬度應在0.5 m以上，需人員通行的圍堰頂部寬度1 m左右，底部先通長鋪1層300 glm2土工布，對密封膜形成保護。在圍堰迎水面一側應鋪設1層防水膜。圍堰完成后進行灌水覆蓋，覆水層深度200～300 mm左右。

（4）圍堰的施工應在抽真空開始后，膜內真空度達到穩定，一般情況下1 5 d在沒有漏氣的情況下，開始圍堰施工。

3.10 卸載。

3.10.1 本項目目標沉降值i>700 mm區域的判定滿足以下2點中的任意1點即可，以先到者為準：（1）達到該區塊的目標沉降值；（2）在預壓時間（真空度達到80 kPa后）i>90 d的同時，連續5 d的實測平均沉降速率≤1.5 mm。

3.10.2 目標沉降值<700 mm區域達到該區塊的目標沉降值，并需同時滿足以下4點要求：

（1）1個區塊中所有沉降觀測點沉降值的平均值不小于該區塊的目標沉降值。

（2）1個區塊中85%沉降觀測點的沉降值均不小于該區塊的目標沉降值。

（3）1個區塊中所有沉降觀測點的沉降值不小于該區塊的目標沉降值的80%。

（4）1個區塊中小于目標沉降值的觀測點應是隨機分布的，且小于目標沉降值的任意2點不相鄰。

3.11 大面積平整。

（1）工藝流程為：場地清理一標定整平范圍一設置方格網一標高測量一計算填方量一分層填方、平整一分層碾壓一填至設計標高。

（2）地基處理完畢后即開始大面積場地平整工作，平整完成面標高要求符合設計場地等高線分布。大面積平整場地填筑分層碾壓每層壓實厚度為25 cm，壓實度不小于93% （輕型擊實標準）。按輕型擊實試驗得出的最優含水率±4%控制分層碾壓回填土施工含水率。分層碾壓各區域間做好搭接，并修筑一定比例的梯形邊坡。各區域每層接縫處應做成大于1：1.5的斜坡，輾跡重疊在0.5～1.0 m之間，上下層錯縫距離不應小于1.0 m。分層填筑機械碾壓應控。

（3）制松鋪厚度，預留下沉高度。填筑過程中控制場地排水，填土區應中間稍高，兩邊稍低，橫坡保持在0.1 5%或以上。

（4）大面積平整土方施工方法同場地填筑。平整場地應做好地面排水，表面坡度應符合設計要求，如設計無要求時，一般應向排水溝方向形成>0。2%的坡度。平整后的場地表面應逐點檢查，檢查點按20 m x 20 m網絡進行檢查。

4. 地基承載力檢測

真空預壓后的地基采用平板載荷的方式進行檢測，驗證其是否能夠滿足地基承載力的要求。平板載荷試驗采用1 m X 1 m的鋼板，測試深度為大面積平整后場地標高下1 m，測試壓力一般為100 KN/m2、120 KN/m2，測試壓力下的允許沉降為25 mm。各區塊的平板載荷測試數量按每5000m2 1個點。荷載板試驗采用平板豎向靜載荷試驗方法。試驗采用平臺堆重反力慢速維持法，承壓板面積為1 00 cm×1 00 cm，試驗位置應根據設計圖紙，試驗高程為大面積平整后場地標高下1 m，試坑尺寸應大于300 cm×300 cm，試壓表面平整。采用堆載法壓重平臺提供反力，堆載物為混凝土壓塊，平臺堆重160 KN。根據最大加載量，采用1個300 KN的油壓千斤頂加載。用4根鋼管作為基準樁，打入深度為1 m，基準樁應布置于試坑之外，且保持一定的距離，基準梁采用2根長6 m的12#工字鋼。基準梁與鋼管采用簡支型式固定。

5. 結語

該真空預壓地基處理施工方法，在常規操作方法基礎上采取了一定的改進措施，使各道工序質量得以保證，實際效果良好。實際施工中的一些施工經驗和方法可以為今后類似的大面積場地處理提供借鑒。

參考文獻

[1] 程金遙.真空預壓法在軟土地基淺層加固中的應用研究[D].天津：天津大學，2009.

[2] 徐乃芳.真空堆載聯合預壓加固軟土地基固結特性及數值模擬研究[D].南京：南京大學，2011.

[文章編號]1619-2737（2014）07-12-609endprint

3.8 真空膜施工。

（1）在鋪設真空膜之前必須在砂墊層上先鋪設1層無紡土工布，避免真空膜直接接觸砂墊層或其他尖銳狀物而受損。將事先壓制成型的密封膜，分2層鋪設，要有一點余量，展開后每層要進行檢查修補，四邊埋入壓膜溝里，深入溝底10～20 cm，以確保膜的密封性。

（2）密封溝設計深度1 m，上寬為2.1 m，下寬為1.2 m。開挖密封溝時直接挖至攪拌樁頂面以下0.5 m，要保證密封膜跟黏土攪拌樁緊密結合，防止漏氣。在密封溝底部設置300 mm x 300 mm的凹槽，使密封膜伸入凹槽內，上部先采用厚300 mm黏土回填，接著采用厚300 mm的淤泥回填，最后上部覆水。

3.9 真空加載。

（1）預壓技術指標為膜下真空度>80 kPa；滿載預壓時間為100 d（最終按卸載標準確定）。真空射流泵采用7.5 KW以上功率的射流泵，每臺射流泵的真空吸力空抽時應達到96 kPa以上。

（2）按各施工區域圖布設射流泵，并進行設備調試、試抽。安裝時按射流泵布設圖進行，必須保證位置準確，連接處要密封，安裝后進行調試，檢查質量，做好抽氣準備。

（3）本項目真空預壓不需采用覆水的方式進行加載，當膜下真空度觀測記錄數值穩定后，為便于保護真空膜不受意外破壞漏氣，采取保護性覆水措施以保護真空膜完好。在預壓區邊界設置300 mm高覆水圍堰，圍堰的頂部寬度應在0.5 m以上，需人員通行的圍堰頂部寬度1 m左右，底部先通長鋪1層300 glm2土工布，對密封膜形成保護。在圍堰迎水面一側應鋪設1層防水膜。圍堰完成后進行灌水覆蓋，覆水層深度200～300 mm左右。

（4）圍堰的施工應在抽真空開始后，膜內真空度達到穩定，一般情況下1 5 d在沒有漏氣的情況下，開始圍堰施工。

3.10 卸載。

3.10.1 本項目目標沉降值i>700 mm區域的判定滿足以下2點中的任意1點即可，以先到者為準：（1）達到該區塊的目標沉降值；（2）在預壓時間（真空度達到80 kPa后）i>90 d的同時，連續5 d的實測平均沉降速率≤1.5 mm。

3.10.2 目標沉降值<700 mm區域達到該區塊的目標沉降值，并需同時滿足以下4點要求：

（1）1個區塊中所有沉降觀測點沉降值的平均值不小于該區塊的目標沉降值。

（2）1個區塊中85%沉降觀測點的沉降值均不小于該區塊的目標沉降值。

（3）1個區塊中所有沉降觀測點的沉降值不小于該區塊的目標沉降值的80%。

（4）1個區塊中小于目標沉降值的觀測點應是隨機分布的，且小于目標沉降值的任意2點不相鄰。

3.11 大面積平整。

（1）工藝流程為：場地清理一標定整平范圍一設置方格網一標高測量一計算填方量一分層填方、平整一分層碾壓一填至設計標高。

（2）地基處理完畢后即開始大面積場地平整工作，平整完成面標高要求符合設計場地等高線分布。大面積平整場地填筑分層碾壓每層壓實厚度為25 cm，壓實度不小于93% （輕型擊實標準）。按輕型擊實試驗得出的最優含水率±4%控制分層碾壓回填土施工含水率。分層碾壓各區域間做好搭接，并修筑一定比例的梯形邊坡。各區域每層接縫處應做成大于1：1.5的斜坡，輾跡重疊在0.5～1.0 m之間，上下層錯縫距離不應小于1.0 m。分層填筑機械碾壓應控。

（3）制松鋪厚度，預留下沉高度。填筑過程中控制場地排水，填土區應中間稍高，兩邊稍低，橫坡保持在0.1 5%或以上。

（4）大面積平整土方施工方法同場地填筑。平整場地應做好地面排水，表面坡度應符合設計要求，如設計無要求時，一般應向排水溝方向形成>0。2%的坡度。平整后的場地表面應逐點檢查，檢查點按20 m x 20 m網絡進行檢查。

4. 地基承載力檢測

真空預壓后的地基采用平板載荷的方式進行檢測，驗證其是否能夠滿足地基承載力的要求。平板載荷試驗采用1 m X 1 m的鋼板，測試深度為大面積平整后場地標高下1 m，測試壓力一般為100 KN/m2、120 KN/m2，測試壓力下的允許沉降為25 mm。各區塊的平板載荷測試數量按每5000m2 1個點。荷載板試驗采用平板豎向靜載荷試驗方法。試驗采用平臺堆重反力慢速維持法，承壓板面積為1 00 cm×1 00 cm，試驗位置應根據設計圖紙，試驗高程為大面積平整后場地標高下1 m，試坑尺寸應大于300 cm×300 cm，試壓表面平整。采用堆載法壓重平臺提供反力，堆載物為混凝土壓塊，平臺堆重160 KN。根據最大加載量，采用1個300 KN的油壓千斤頂加載。用4根鋼管作為基準樁，打入深度為1 m，基準樁應布置于試坑之外，且保持一定的距離，基準梁采用2根長6 m的12#工字鋼。基準梁與鋼管采用簡支型式固定。

5. 結語

該真空預壓地基處理施工方法，在常規操作方法基礎上采取了一定的改進措施，使各道工序質量得以保證，實際效果良好。實際施工中的一些施工經驗和方法可以為今后類似的大面積場地處理提供借鑒。

參考文獻

[1] 程金遙.真空預壓法在軟土地基淺層加固中的應用研究[D].天津：天津大學，2009.

[2] 徐乃芳.真空堆載聯合預壓加固軟土地基固結特性及數值模擬研究[D].南京：南京大學，2011.

[文章編號]1619-2737（2014）07-12-609endprint

3.8 真空膜施工。

（1）在鋪設真空膜之前必須在砂墊層上先鋪設1層無紡土工布，避免真空膜直接接觸砂墊層或其他尖銳狀物而受損。將事先壓制成型的密封膜，分2層鋪設，要有一點余量，展開后每層要進行檢查修補，四邊埋入壓膜溝里，深入溝底10～20 cm，以確保膜的密封性。

（2）密封溝設計深度1 m，上寬為2.1 m，下寬為1.2 m。開挖密封溝時直接挖至攪拌樁頂面以下0.5 m，要保證密封膜跟黏土攪拌樁緊密結合，防止漏氣。在密封溝底部設置300 mm x 300 mm的凹槽，使密封膜伸入凹槽內，上部先采用厚300 mm黏土回填，接著采用厚300 mm的淤泥回填，最后上部覆水。

3.9 真空加載。

（1）預壓技術指標為膜下真空度>80 kPa；滿載預壓時間為100 d（最終按卸載標準確定）。真空射流泵采用7.5 KW以上功率的射流泵，每臺射流泵的真空吸力空抽時應達到96 kPa以上。

（2）按各施工區域圖布設射流泵，并進行設備調試、試抽。安裝時按射流泵布設圖進行，必須保證位置準確，連接處要密封，安裝后進行調試，檢查質量，做好抽氣準備。

（3）本項目真空預壓不需采用覆水的方式進行加載，當膜下真空度觀測記錄數值穩定后，為便于保護真空膜不受意外破壞漏氣，采取保護性覆水措施以保護真空膜完好。在預壓區邊界設置300 mm高覆水圍堰，圍堰的頂部寬度應在0.5 m以上，需人員通行的圍堰頂部寬度1 m左右，底部先通長鋪1層300 glm2土工布，對密封膜形成保護。在圍堰迎水面一側應鋪設1層防水膜。圍堰完成后進行灌水覆蓋，覆水層深度200～300 mm左右。

（4）圍堰的施工應在抽真空開始后，膜內真空度達到穩定，一般情況下1 5 d在沒有漏氣的情況下，開始圍堰施工。

3.10 卸載。

3.10.1 本項目目標沉降值i>700 mm區域的判定滿足以下2點中的任意1點即可，以先到者為準：（1）達到該區塊的目標沉降值；（2）在預壓時間（真空度達到80 kPa后）i>90 d的同時，連續5 d的實測平均沉降速率≤1.5 mm。

3.10.2 目標沉降值<700 mm區域達到該區塊的目標沉降值，并需同時滿足以下4點要求：

（1）1個區塊中所有沉降觀測點沉降值的平均值不小于該區塊的目標沉降值。

（2）1個區塊中85%沉降觀測點的沉降值均不小于該區塊的目標沉降值。

（3）1個區塊中所有沉降觀測點的沉降值不小于該區塊的目標沉降值的80%。

（4）1個區塊中小于目標沉降值的觀測點應是隨機分布的，且小于目標沉降值的任意2點不相鄰。

3.11 大面積平整。

（1）工藝流程為：場地清理一標定整平范圍一設置方格網一標高測量一計算填方量一分層填方、平整一分層碾壓一填至設計標高。

（2）地基處理完畢后即開始大面積場地平整工作，平整完成面標高要求符合設計場地等高線分布。大面積平整場地填筑分層碾壓每層壓實厚度為25 cm，壓實度不小于93% （輕型擊實標準）。按輕型擊實試驗得出的最優含水率±4%控制分層碾壓回填土施工含水率。分層碾壓各區域間做好搭接，并修筑一定比例的梯形邊坡。各區域每層接縫處應做成大于1：1.5的斜坡，輾跡重疊在0.5～1.0 m之間，上下層錯縫距離不應小于1.0 m。分層填筑機械碾壓應控。

（3）制松鋪厚度，預留下沉高度。填筑過程中控制場地排水，填土區應中間稍高，兩邊稍低，橫坡保持在0.1 5%或以上。

（4）大面積平整土方施工方法同場地填筑。平整場地應做好地面排水，表面坡度應符合設計要求，如設計無要求時，一般應向排水溝方向形成>0。2%的坡度。平整后的場地表面應逐點檢查，檢查點按20 m x 20 m網絡進行檢查。

4. 地基承載力檢測

真空預壓后的地基采用平板載荷的方式進行檢測，驗證其是否能夠滿足地基承載力的要求。平板載荷試驗采用1 m X 1 m的鋼板，測試深度為大面積平整后場地標高下1 m，測試壓力一般為100 KN/m2、120 KN/m2，測試壓力下的允許沉降為25 mm。各區塊的平板載荷測試數量按每5000m2 1個點。荷載板試驗采用平板豎向靜載荷試驗方法。試驗采用平臺堆重反力慢速維持法，承壓板面積為1 00 cm×1 00 cm，試驗位置應根據設計圖紙，試驗高程為大面積平整后場地標高下1 m，試坑尺寸應大于300 cm×300 cm，試壓表面平整。采用堆載法壓重平臺提供反力，堆載物為混凝土壓塊，平臺堆重160 KN。根據最大加載量，采用1個300 KN的油壓千斤頂加載。用4根鋼管作為基準樁，打入深度為1 m，基準樁應布置于試坑之外，且保持一定的距離，基準梁采用2根長6 m的12#工字鋼。基準梁與鋼管采用簡支型式固定。

5. 結語

該真空預壓地基處理施工方法，在常規操作方法基礎上采取了一定的改進措施，使各道工序質量得以保證，實際效果良好。實際施工中的一些施工經驗和方法可以為今后類似的大面積場地處理提供借鑒。

參考文獻

[1] 程金遙.真空預壓法在軟土地基淺層加固中的應用研究[D].天津：天津大學，2009.

[2] 徐乃芳.真空堆載聯合預壓加固軟土地基固結特性及數值模擬研究[D].南京：南京大學，2011.

[文章編號]1619-2737（2014）07-12-609endprint