真空預(yù)壓法

真空預(yù)壓法是一種有效的軟土地基處理技術(shù)。

原理

利用真空壓力差：在需要加固的軟土地基表面鋪設(shè)密封膜，通過真空泵抽氣，使膜內(nèi)形成真空。這樣就在地基土體內(nèi)部與外部大氣之間產(chǎn)生了壓力差，一般能達(dá)到 80 - 90kPa 甚至更高。在這個(gè)壓力差作用下，地基土體中的孔隙水被排出，孔隙水壓力降低。

土體固結(jié)過程：隨著孔隙水的排出，土體顆粒之間的有效應(yīng)力逐漸增加，促使土體發(fā)生固結(jié)。原本軟而含水量高、強(qiáng)度低的土體逐漸變得密實(shí)，抗剪強(qiáng)度得以提高，地基的承載力和穩(wěn)定性也相應(yīng)提升，同時(shí)沉降量逐漸減小，達(dá)到改善地基性質(zhì)以滿足工程建設(shè)要求的目的。

主要施工設(shè)備與材料

排水板：多采用塑料排水板，它具有良好的通水性能和足夠的強(qiáng)度。其作用是為軟土地基中的孔隙水提供排出通道，加快排水固結(jié)速度。排水板的長(zhǎng)度根據(jù)軟土層的厚度確定，一般要插入軟土層底部，其間距則依據(jù)設(shè)計(jì)要求和工程經(jīng)驗(yàn)確定，常見間距在 0.8 - 1.5 米之間。

濾管：通常為直徑約 50 - 75mm 的 PVC 管，管壁打孔并包裹濾網(wǎng)。濾管鋪設(shè)在水平排水墊層中，相互連接形成排水網(wǎng)絡(luò)，將從排水板排出的水匯集起來(lái)，再通過與真空泵相連的管路排出。濾管間距一般為 3 - 5 米，呈正方形或三角形布置。

密封膜：一般選用厚度不小于 0.12 - 0.14mm 的優(yōu)良聚乙烯或聚氯乙烯薄膜。其性能要求具有良好的密封性、抗穿刺性和耐久性，以保障在真空預(yù)壓過程中能有效阻止空氣進(jìn)入膜內(nèi)，維持真空度。密封膜的幅寬根據(jù)施工場(chǎng)地情況而定，通常不小于 4 米。

真空泵：是產(chǎn)生真空的關(guān)鍵設(shè)備，要選擇真空度高（一般要求能達(dá)到 95kPa 以上）、抽氣量大、性能穩(wěn)定的真空泵。每臺(tái)真空泵的控制面積一般為 800 - 1500 平方米，同時(shí)需配備一定數(shù)量的備用泵，以應(yīng)對(duì)設(shè)備故障等突發(fā)情況，確保真空預(yù)壓施工的連續(xù)性。

施工工藝流程

場(chǎng)地平整與鋪設(shè)水平排水墊層：先清除施工場(chǎng)地內(nèi)的障礙物、垃圾及表層腐殖土等，然后用中粗砂鋪設(shè)水平排水墊層，厚度通常為 30 - 50cm。鋪設(shè)時(shí)采用平板振動(dòng)器振搗密實(shí)，以保障砂墊層的平整度和排水效果，為后續(xù)施工創(chuàng)造良好條件。

打設(shè)塑料排水板：依據(jù)測(cè)量放線確定的位置，將插板機(jī)移至施工地點(diǎn)并調(diào)整好垂直度與平面位置。把塑料排水板通過插板機(jī)套管插入軟土層，插入深度需符合設(shè)計(jì)要求，誤差控制在 ±5cm 以內(nèi)。插板過程中要留意排水板的入土狀況，防止扭結(jié)、斷裂等問題，插入完成后將露出砂墊層的部分彎折埋入砂墊層中，埋入長(zhǎng)度不少于 20cm，避免排水板受損或堵塞。

鋪設(shè)濾管及安裝真空泵：在砂墊層中按設(shè)計(jì)間距鋪設(shè)濾管，采用三角形或正方形布置，并連接成完整的排水網(wǎng)絡(luò)，然后將濾管埋入砂墊層 15 - 20cm 深，用中粗砂覆蓋，厚度不小于 10cm。在真空預(yù)壓區(qū)域周邊設(shè)置集水井管與濾管相連，用于集中排水。之后在區(qū)域內(nèi)合理布置真空泵，通過橡膠軟管將真空泵與濾管緊密連接，連接處密封嚴(yán)實(shí)，防止漏氣，并安裝真空表和止回閥以便監(jiān)測(cè)與控制。

鋪設(shè)密封膜：先在砂墊層上鋪設(shè)一層底膜，底膜超出真空預(yù)壓區(qū)域邊界不小于 2 - 3m，再鋪設(shè)一層面膜，面膜與區(qū)域邊界齊平。膜要鋪設(shè)平整，無(wú)褶皺與破損。鋪設(shè)完成后在周邊開挖密封溝，深度 1.0 - 1.5m，寬度 0.6 - 0.8m，將密封膜埋入并用粘土回填壓實(shí)，保障密封效果。同時(shí)在膜上每隔一定距離設(shè)置壓膜溝，用砂袋等重物壓膜，防止被風(fēng)吹起。

真空預(yù)壓施工：系統(tǒng)安裝完畢全面檢查無(wú)誤后，啟動(dòng)真空泵抽氣，開始時(shí)緩慢開啟，防止密封膜破裂。當(dāng)真空度達(dá)到設(shè)計(jì)要求（一般 80kPa 以上）并穩(wěn)定后，記錄真空度、沉降量等數(shù)據(jù)。施工期間專人值班，定期檢查設(shè)備運(yùn)行、真空度變化和密封膜密封性，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)處理，同時(shí)定期測(cè)量地基沉降量，依據(jù)數(shù)據(jù)調(diào)整施工參數(shù)。真空預(yù)壓施工時(shí)間依據(jù)軟土地基加固要求與沉降觀測(cè)結(jié)果確定，通常不少于 90 天。當(dāng)連續(xù) 10 天實(shí)測(cè)地面沉降速率小于或等于 2mm/d，且真空度穩(wěn)定在設(shè)計(jì)要求范圍內(nèi)時(shí)，可停止抽氣，結(jié)束施工。

卸載及場(chǎng)地清理：施工結(jié)束后拆除設(shè)備與材料并清理場(chǎng)地，對(duì)加固后的地基進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)，包括地基承載力、沉降量等指標(biāo)，檢測(cè)合格后依據(jù)后續(xù)工程要求對(duì)地基表面平整處理，為后續(xù)施工做準(zhǔn)備。

優(yōu)點(diǎn)

有效提高地基強(qiáng)度：能明顯降低地基土的含水量，增加土體密實(shí)度，使地基承載力大幅提高，一般可提高 2 - 3 倍甚至更多，滿足大多數(shù)工程對(duì)地基承載能力的要求。

減小地基沉降量：通過加速土體固結(jié)，提前完成大部分沉降，有效控制工后沉降量，減少建筑物在使用過程中的沉降變形，提高建筑物的穩(wěn)定性和安全性。例如在公路、鐵路等工程中應(yīng)用，可降低因地基沉降導(dǎo)致的路面不平、軌道變形等問題。

施工簡(jiǎn)便、成本相對(duì)較低：施工工藝相對(duì)簡(jiǎn)單，不需要大型復(fù)雜的機(jī)械設(shè)備，主要設(shè)備如真空泵、插板機(jī)等操作方便。與其他地基處理方法相比，如樁基礎(chǔ)等，真空預(yù)壓法成本較低，可節(jié)省工程投資，具有較好的經(jīng)濟(jì)效益。

對(duì)環(huán)境影響?。菏┕み^程中無(wú)振動(dòng)、無(wú)噪聲、無(wú)大量廢棄物排放等，對(duì)周邊環(huán)境和建筑物的影響較小，適用于城市建設(shè)、對(duì)環(huán)境要求較高的區(qū)域或臨近既有建筑物的地基處理工程。

缺點(diǎn)

對(duì)密封要求高：密封膜的密封性直接影響真空度的維持和加固效果。若密封不好，空氣進(jìn)入膜內(nèi)，會(huì)導(dǎo)致真空度下降，影響孔隙水排出和土體固結(jié)，甚至使施工失敗。在復(fù)雜地形或存在地下障礙物的場(chǎng)地，保障密封難度較大。

加固深度有限：一般適用于軟土層厚度不超過 20 米的地基處理，對(duì)于更深的軟土層，真空度傳遞和排水固結(jié)效果會(huì)逐漸減弱，難以達(dá)到理想的加固效果。

工期相對(duì)較長(zhǎng)：真空預(yù)壓過程需要一定時(shí)間來(lái)實(shí)現(xiàn)土體的充分固結(jié)，尤其是對(duì)于滲透性較差的軟土，孔隙水排出緩慢，施工工期相對(duì)較長(zhǎng)，可能會(huì)影響整個(gè)工程的進(jìn)度安排。

真空預(yù)壓法在軟土地基處理領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，如港口碼頭、機(jī)場(chǎng)跑道、工業(yè)廠房、公路鐵路路基等工程建設(shè)中都發(fā)揮著重要作用，有效解決了軟土地基承載力不足和沉降過大等問題，保障了工程的安全與穩(wěn)定。