真空預壓加固軟土地基機理分析

摘要：文章對真空預壓加固軟土地基機理進行了分析，闡述了真空預壓的現狀，然后論述了真空預壓加固軟土地基的機理，通過某軟土地基試驗例子，對真空預壓加固進行了分析。工作人員通過對真空預壓加固內容的分析，更好地掌握了真空預壓加固軟土地基的具體情況，更好地完善了這個過程，提升了軟土地基的加固效果。

關鍵詞：真空預壓；預壓加固；軟土地基；堆載預壓；抽真空 文獻標識碼：A

中圖分類號：TU74 文章編號：1009-2374（2015）23-0136-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.23.069

從總體來講，人們針對真空預壓加固軟土地基機理的研究，會在不同程度上受到堆載預壓的影響。真空預壓加固軟土地基的過程中也會存在一些問題，所以相關人員要詳細分析真空預壓軟土地基的有效深度，了解抽真空作用可能對實踐工程帶來一定加固的效果，如果要進行詳細研究，應分辨真空預壓和堆載預壓的不同之處，然后分析軟土地基在真空預壓中的機理，并總結

如下：

1 真空預壓的現狀

1.1 真空預壓的內容

真空預壓的穩定預壓階段，有抽真空這一環節，這個程序主要是為了在地基上的孔道中形成一個真空度分布網絡連通體系，這個名詞也被稱為真空滲流場，具體情況如圖1所示，其地下水會降到1～3位置。

在真空滲流場中，軟土地基因為自身性質，其內較大孔道流動的真空流體與較小孔道中的真空流體存在壓力差，所以孔道中的水會受到影響，在壓力的作用下逐漸被吸出，然后在壓力重新達到平衡之后才停止，由此產生了固結現象。

1.2 堆載預壓與真空預壓的區別

在研究中發現，堆載預壓的主要作用力是堆載。在這種作用下，軟土地基中形成了一個附加應力場，這種應力首先是由孔隙水承擔，由此形成了一個超靜孔的壓力場。在該場內，不斷有孔隙水排除，然后這種孔隙水的壓力場會逐漸消失，轉換成有效的應力，增強土體的變形能力和強度。堆載預壓的效果會受到兩方面內容的影響：一是堆載的大小；二是壓力場的大小和分布。超靜孔隙水的壓力場消散情況會影響堆載預壓固結的快慢，還會受到土層滲透力和排水設施的影響，真空預壓法和堆載預壓法在本質上有一定差別，雖然這兩種情況都是在孔隙水的作用下實現的，其壓力越小，增加的應力就越多，但是兩種方法的加固原理不同，相關人員應重點關注這部分內容。在地基的形狀、強度增長和特征的影響上也有一定差異，相關人員應對真空預壓加固軟土地基的機理進行詳細分析。

2 真空預壓加固軟土地基的機理

以某市的軟土地基預壓試驗為例，軟土地基的長度為300m，相關人員采取真空預壓與堆載預壓相結合的方式，從根本上激發軟土地基的優勢，試驗中的豎向排水體為塑料排水板，然后模擬等邊三角形進行布設。在這個過程中，流量邊界條件可以選取抽真空表面，這個內容也能夠當作試驗條件，通過這種方法更好地進行實際分析。在恒定負壓邊界條件下，水氣流量的評估和規劃比較困難，工作人員應對真空度指進行限制，避免其對真空預壓造成不利影響，所以要保持膜下真空度盡量不會出現變化。這種方式的難度較高，要提高真空預壓效果，分析地下水位的下降指數。

在應用真空預壓法加固軟土地基時，并沒有改變地表總荷載，相關人員通過砂墊層、塑料排水板等通道進行抽水抽氣，通過這種方式，使加固區地基土與膜上周圍土體間形成大氣壓差，更好地分析真空度在真空預壓加固中的作用。

2.1 真空滲流規律的研究

相關人員針對軟土地基的滲流問題分析，達西定律是最常使用的定律。如果軟土地基經過堆載預壓加固，那么可以在達西定律中適用。但是在真空預壓的作用下，真空流體在真空滲流場范圍內流動，這種情況在土體微觀結構的作用下，滲流形狀非常復雜。所以相關人員要對達西定律進行重新定義，在實際工程中，如果膜下的真空達到一定指標，應繼續增加射流泵的數量，增加出水量，并提高真空的預壓效果。然后膜下的真空度卻沒有同樣的變化，所以通過達西定律的相關定義進行解釋。

2.2 真空預壓的處理深度

要想確定軟土地基在真空預壓加固中的處理深度，要從兩個方面入手。要明確在真空預壓加固軟土路基的過程中，當地基表面抽真空之后，地下水位線降低后，其下地基中較大的連通孔道，會形成一個真空滲流場，在這種情況下，地基中的較小孔道的孔隙水會被吸出，出現固結現象。

應用真空預壓法對軟土地基進行加固，例如有的工程人員認為真空預壓的效果只能在淺層體現，有人認為真空預壓效果能夠達到30%左右，還有一些人認為真空預壓能夠達到塑料排水帶底部附近，針對這些看法，并沒有一個統一的結論。目前我國對真空預壓加固軟土地基的研究還缺少資料，所以應進一步進行研究。

2.3 地下水對真空預壓的影響

在真空預壓的作用下，要重視抽氣和抽水效率，避免不間斷的工作導致軟土地基中的水位下降程度過快。相關人員應確保地基周圍的補充水能夠和排出水達到一個動態平衡。這種情況下，土層的覆土量會有所增加，所以會導致排水固結現象出現。地下水位還會引發水封現象，導致其被限制在水位線以下。這種情況會給真空作用強度和地基的滲透情況帶來較大的影響，軟土地基周圍的水源補充情況也會受到影響，在軟土地基中有薄砂層存在，在一些有恒定水源的地方應慎重選用真空預壓法。如果一定要選用這種方法，應做好相應準備工作，消除地質的不良影響。

在真空滲流場的作用下，相關人員要控制較小孔道與大孔道中流動的壓力差，避免小孔道中的孔隙水流出過多，這種現象在壓力重新達到平衡之后停止，由此產生了固結現象。相關人員根據這種現象，結合實際情況，制定詳細的實行方案，保證真空預壓工作能夠順利進行，體現出較好的效果。

3 結語

通過上文對真空預壓加固軟土地基的分析得知，抽真空邊界是復雜的，一般情況下，都采用真空與堆載相結合的形式。如果將真空表面作為恒定負壓邊界條件，那么無法處理工程中的問題。所以要控制地下水的存在情況，分析周圍地下水的補充情況，重視真空預壓加固軟土地基的各個環節，提高軟土地基的加固效果。

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作者簡介：朱云波（1989-），男，江蘇淮安人，供職于中交第三航務工程局有限公司江蘇分公司，初級職稱。

（責任編輯：蔣建華）endprint