軟土區真空預壓法施工對周圍構筑物的影響的研究

文/簡榆 上海中船勘察設計研究院有限公司 上海 200063

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軟土區真空預壓法施工對周圍構筑物的影響的研究

文/簡榆 上海中船勘察設計研究院有限公司 上海 200063

本文主要就軟土區真空預壓法施工對周圍構筑物的影響，展開了相關的分析與探討，首先就真空預壓加固機理予以了簡要的闡述，而后主要就真空預壓對周圍構筑物在面積因素、預壓條件以及影響范圍等方面展開了深入的研究，最終明確了在真空預壓加固的過程當中，不同深度、距離的土層在加固場地之中的水平位移量及深度，會伴隨著時間的發展而產生不同的改變。

軟土；真空預壓法；構筑物；影響

運用真空預壓法對軟土地質進行加固處理，通常是采用在密封薄膜，使膜內外產生出一定的氣壓差，地基土質會伴隨著等向應力的提升而發生收縮固結，而其對于周邊的土體環境的影響目前還缺乏可靠的參考依據。并且這一方法在實際的應用過程當中，還存在有一定的條件限制并且存在有許多仍需解決的問題，特別是環境方面的問題影響。因此開展相關的研究工作便具有十分重要的作用與價值，應當引起人們的重視與思考，據此下文之中將主要針對真空預壓對周圍構筑物的影響，展開具體的分析與探討。

一、真空預壓加固機理

真空預壓法具備十分明顯的優勢特性，與傳統的堆載預壓法相對比而言，真空預壓法能夠有效的降低能源損耗，并且在工期與造價方面優勢顯著。另外，還不會造成土體的側向擠出損毀，較常應用于對軟土地質的加固當中，尤其是超軟土的地基條件之下。真空預壓固結在負壓環境的作用之下，土質條件的固結過程同時也滿足于正壓固結當中，需要滿足連續條件，即為在土體固結之時滲流的速度和水力梯度能依從達西定律；土體的有效應力和孔隙比之間所產生的變化關系要能夠依從于壓縮定律。因而通過負壓作用所產生出的固結環節，亦可運用固結微分方程。然而這一固結理論往往需要假定土體當中，相應的附加應力應當沿著水平面均勻分布，且土體壓縮和軟土水滲流均是一維的。

二、真空預壓對周圍構筑物的影響分析

1.面積因素的影響

為了對面積因素所造成的影響進行相關的分析探討，便需要將面積因素予以獨立分析，即為單純將預壓加固范圍當中面積因素予以改變，并確保其他相關因素不發生任何改變，例如土質指標、排水板間隔距離、排水板布設深度、膜下真空度以及邊界狀況等均完全一致。

在面積因素當中，可將圖紙指標視作為和具體的工程建設完全一致，即為排水板之間的距離取值為1.0m，布設深度為20m，薄膜下側的真空性為80KPa均完全一致不發生任何改變，在垂直向和水平方向上的滲流系數均為并確保不發生改變。在此之中依然探討的是平面上的影響因素，因此一舉對陣性原則僅取值加固區域寬度的一般，而后選用相關的有限元分析應用程序予以計算處理。在實際的計算過程當中，可選取具有代表性的加固區域外部地表層的水平位置移動，以及加固區域邊界點之上順延著布設方向的水平位置移動，將之作為主要的研究對象。針對計算所得出的結果內容采用坐標系圖像的方式呈現出來，對此可選取出加固區域在實際的布設寬度距離條件下，予以相應的運算處理，并繪制出相應的位置移動坐標圖，如下圖1所示。

圖1 加固區邊界點的水平位移情況

2.預壓條件的影響

因為真空預壓法是采用排水管道所產生出負壓邊界，而孔間隙會因為不同的壓力差值而發生滲流情況并使得土體發生固結，進而達到土體加固的作用，因此真空度即等同于在正壓作用之下的外部載負荷力。其能夠對于最終的加固效果質量，產生出最終的決定性影響，因此開展真空度的研究至關重要。通常會因為相關的預壓施工工藝，以及薄膜密封的要求，往往在真空預壓之時所選用的膜下真空度通常為80KPa。以實際施工項目的土質指標為參考依據，在加固范圍的寬度取值90m之時，則相應的排水板間隔距離即為1m，加固范圍計算寬度取180m，布設深度20m，選取有限元程序計算真空度在80KPa左右變化時，土體所產生的側向變形壓力值，而后將計算所得出的結果值繪制為坐標圖，如下圖2所示。

圖2 真空度90d時最大側向位移曲線

通過對上圖2的觀察，能夠明顯的發現，在真空值逐漸增大的同時，側向位移的最大數值及最大沉降值也逐漸增加，并且與真空度之間近乎呈現出了一種正比例關系，由上述位移曲線能夠推測出真空度和最大側向位移及沉降曲線，是經過原點的一條直線，且其斜率是由土體的性質、排水板間隔距離以及布設深度等條件所共同決定的。

3.影響范圍分析

近些年來，伴隨著相關擴建工程建設項目數量的不斷增加，需采取真空預壓加固的軟土地基區域，越來越會牽涉到相關的已建成構筑物體，因此相關的側向位置移動以及對于周邊構筑物體所產生的影響，已經引起了相關技術人員的高度重視。因此可對于一些具體的實際測量觀測數據展開具體的分析與探討，并針對真空預壓對周邊構筑物所產生的影響范圍予以初步的分析。

在實際的工程項目設計中，應依據實際的地基土質條件來進行影響范圍分析，對于加固的土質地層含水量較高，并且具備有高壓塑性，以及抗剪強度較差等典型軟土地基時，在實際的施工過程當中可在加固范圍的邊緣位置，給予周邊臨近的構筑物布設以適當的位移觀測點，及沉降觀測點。受制于加固區域土體固結的影響，施工區域附近的土體位移通常發生于真空預壓的前期施工中，并且其位移量會伴隨著固結深度的加大，而逐步縮減；另外伴隨著加固預壓時間的推進，其對于周邊土體所造成的影響也會逐漸增強。

結束語：

若在真空預壓的施工過程當中，施工現場周邊存在有相關的構筑物體，則應當促使加固區域和構筑物之間確保有充足的間隔距離，同時還要加強對于施工過程的監測，對于周邊存在有淺層基礎的構筑物群可運用開挖隔離溝的方法，來減輕對構筑物的形變影響；在樁基礎之上要充分考慮到軟土質地基當中樁體嵌入位置，以及上端位置的康水平能力等相關因素，并對于土體的位置移動影響予以相應的判定之后，依據樁基形式與加固區域間隔以適當的距離。

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［2］董志良，李婉，張功新等.真空預壓法加固潮間帶軟土地基的試驗研究［J］.巖石力學與工程學報，2015（z2）.

［3］任志福.真空預壓法加固軟土地基機理相關問題的探討［J］.建筑科學，2014（3）.