南京水利科学研究院
硕士学位论文
真空—堆载联合预压加固软基机理与沉降研究
姓名：顾荣伟
申请学位级别：硕士
专业：岩土工程
指导教师：魏汝龙;王年香
20070701
软基处理真空预压处理施工方案
————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期： 2
河西新城区江东南路道路工程一标段软基处理真空预压处理施工 专 项 方 案 编制： 复核： 审核： 2013年5月22日 1
目录 1、工程概况 (3) 2、现场组织机构 (9) 3、施工方案 (10) 3.1 施工准备 (10) 3.2 施工人员安排计划 (10) 3.3 施工机械安排计划 (11) 3.4 泥浆密封墙打设 ······································································································错误!未定义书签。 3.5 铺设砂垫层和打设排水板 (11) 3.6 主、支滤管定位和安装 (11) 3.7 铺设土工布及密封膜 (12) 3.8 开挖、回填密封沟 (13) 3.9 抽气管道和真空泵联接 (13) 3.10 试抽真空并堆载 (13) 3.11 抽真空及真空维持、软基监测 (14) 3.12 真空预压卸荷验收 (14) 4、真空预压施工质量控制 (14) 5、施工安全保证措施 (16) 5.1 组织机构 (16) 5.2 安全保证措施 (16) 5.3 施工用电安全措施 (17) 5.3.1临时用电的施工组织设计 (17) 5.3.2 保护接零与接地处理 (17) 5.3.3 配电线路 (18) 5.3.4 用电管理 (18) 5.3.5 施工现场临时用电必须建立安全技术档案 (16) 2
真空堆载联合预压法 1.设计方法 真空预压法包括排水系统、抽真空系统和密封系统三方面的施工工艺。在需要加固的软弱地基表面铺好砂垫层，打设塑料排水板、埋设滤水管，再在砂垫层上铺设不透气的塑料薄膜，利用钢丝橡胶软管将滤水管与真空泵连接，利用真空泵将密封膜下的空气抽出。连续抽真空造成膜内外压力差，土体中孔隙水产生渗流，在真空的吸力作用下，通过塑料排水板、砂垫层、滤水管将土体中的孔隙水排出膜外，从而使土体固结密实。 同时，真空预压法是排水固结法的一种,主要由排水系统和加压系统两部分组成。在实施真空预压法的同时在地基上部进行堆载(包括堆土、充水等),真空预压与上部堆载联合作用就形成了真空联合堆载预压法。真空联合堆载预压法加大了超载压力,堆载预压中的超载部分为真空压力,增大了地基土体内的附加应力,同时发挥真空预压和堆载预压各自的优势,可提高加荷速率、缩短工期、增大加固深度,使地基沉降在施工期内得以基本完成,从而有效减少地基工后沉降。真空联合堆载预压法对地基实施超载预压加固,超载部分由真空荷载来代替,其最大荷载可达80～90kPa,相当于4～ 5m的填土荷载,大大超过地面设计荷载;真空荷载施加方便、迅速,几天之内就可达到80kPa以上,不存在分级施加的问题;由于有真空预压,只要塑料排水板有足够大的通水量,真空度就可以传递到土层深部而损失较小,使地基深层软土得到较好加固,从而在加固期间能消除较多的地基沉降 2.施工工艺 2.1 施工准备工作 （1）、真空预压设备进场后，及时进行检查验收，进行现场工艺试验并会同监理进行验收审批。 （2）、查验进场材料每批产品出厂合格证、性能报告单，抽样检验无纺土工布、密封膜的厚度、透气性能、拉伸强度和排水滤管的管径、壁厚、
真空联合堆载预压软基处理技术应用分析 发表时间：2019-02-22T15:55:28.237Z 来源：《防护工程》2018年第32期作者：陈仕辉 [导读] 真空联合堆载预压技术由于其显著的优势，在软土地基加固工程中应用广泛。文章阐述了该技术的主要原理，进一步说明该方法在软土地基的可行性，为其他类似工程施工提供了很好的借鉴和基本依据。 陈仕辉 身份证号码：44010619770712XXXX 广东南方职业学院 摘要：真空联合堆载预压技术由于其显著的优势，在软土地基加固工程中应用广泛。文章阐述了该技术的主要原理，进一步说明该方法在软土地基的可行性，为其他类似工程施工提供了很好的借鉴和基本依据。 关键词：真空联合堆载预压；软基；处理 引言 在我国沿海地区软弱粘土分布广泛，其压缩性高、含水量大、渗透性差、抗剪强度低，不妥善处理会导致上部结构物产生失稳破坏，是制约工程建设的关键性问题。目前国内软土地基处理方法相对较多，如复合地基法、排水固结法、强夯法等。真空联合堆载预压法属于排水固结法，是结合了堆载预压技术和真空预压技术产生的一种新技术，具有工期短、加快固结、工后沉降减小、减少土方等优势，适用于沿海地区工程建设。 1真空联合堆载预压法原理介绍 所谓“真空预压法”就是指用薄膜对软基段实施与大气隔绝的一种方法，这其中主要通过射流泵抽取真空，并通过砂垫层中的竖向排水体袋和管道将水和空气抽走，从而其形成的真空状态在砂垫层形成负压，负压再通过竖向排水体袋和管道向深度延伸，扩散至四边土体，从而形成了压力差，在此压力差的作用下，四边土体中的水就会被挤出，并通过排水管排出，孔隙水压力降低后上体就会压密和固结。所以纵观整个过程，真空预压法其实就是挤走地下水的过程。 所谓“堆载预压法”，就是在软土地基中形成水平、垂直方向的排水后，再在地面上实施堆载预压，从而使软土体中孔隙水沿塑料排水板沟槽排至砂垫层，使得软土地基加速沉降，使软土地基更加的固结密实。 真空-联合堆载预压法发展的基础主要是基于以上真空预压法，其是堆载和预压两种手段的叠加，就是在堆载的同时再实施真空荷载加固，确保土壤的固结。在实施真空预压期间，由于受真空预压荷载的作用，该区域加固土体会产生侧向的变形收缩，这一现象也是真空预压时的弱点所在;在实施堆载预压时，由于土体受到堆载的影响，该区域加固土体也会产生侧向的变形挤出，以上两种变形通过实践可以在施工过程中相互抵消，联合预压法真是利用了这两者之间的抵消优势而成为联合手段方法，该工艺方法可以加速地基处理的预压速度，并且可以使地基在预压过程中不产生失稳变形。 真空与堆载预压的联合是将真空预压作为发展基础的。施工中首先要在软基表面设置水平方向的排水垫层，再设置垂直方向的排水体，利用封闭膜隔绝空气，并采用适宜的密封技术，由水平方向排水垫层中的管道进行抽气，使膜下整个区域变为真空，进而产生内外气压差，最后促使地基在这种作用下不断排水固结。在正式抽气后，保持一段时间，然后在抽真空的同时进行堆载。地基固结完成后，无论是土体真空压力，还是填筑后产生的附加应力，都将成为有效应力，使地基整体承载力得以大幅提高。真空与堆载预压的联合运用两种不同的荷载一同发挥作用，加速地基土排水，逐渐降低孔隙水实际压力，提高有效应力，使地基土在较短的时间内完成固结，这两种不同的荷载可以形成叠加作用。另外，抽真空与堆载产生的超静孔隙水压力能产生一定的抵消，避免地基土在堆载过程中产生较大超静水压力，进而使其在施工中保持稳定。 2真空联合堆载预压软基处理技术应用 2.1场地整平 施工前应先排除地面水，后平整场地。场地平整遇有起伏地面时，为更好排除地面及地下水，应将原地表削成一斜面。场地平整后再填筑垫层，一般采用砂砾石，厚度不小于设计规定值，埋设塑料排水板和排水滤管，坡脚采用浆砌片块石护脚以方便排水同时预防垫层细粒颗粒流失。 2.2排水板施打 在进行塑料排水板施打操作时，施工人员需要避免导管发生倾斜或者预留长度不足引发的污染问题。在进行插板机座使用之前，需要借助相关的仪器来对其工作进行监测，并且需要确保导管的长度与处理深度相符合，也不能对插入板产生污染。导管上携带的泥土需要及时进行清理，并且将顶部预留段的导管埋设在砂砾层内，确保其整体性[2]。 2.3抽真空准备 （1）将过滤管埋设于砂垫层中间，旅馆周围需要用砂砾进行压实，避免出现架空或者漏填现象。此外，需要根据实际情况来进行滤水层的选择，确保滤管的密实度，不得出现杂质进入射流装置内部。（2）在现场进行铺设操作时，滤管的末端需要借助木塞来对其进行固定封死，然后再将已经缝制好的反滤布套在滤管上，并且使用细绳将其固定好。（3）施工所使用的真空膜需要预先在工厂加工好。真空膜的大小需要大于密封沟的大小，并且对周围进行覆盖，膜上需要铺设土工布，避免出现渗漏现象。将真空膜埋入密封沟后，不得对其产生破坏，必须要保证真空膜的完整性。（4）在进行密封膜的铺设过程中，需要按照风向来进行铺设，确保其顺展。此外，加固区域四角需要预留一定的宽度，且保持一致、施工人员在进行密封膜铺设时，需要穿软底鞋，并且对铺设效果进行检查。一旦发现有孔洞，需要立即进行修补。（5）在进行真空表埋设操作中，施工人员需要对真空表的性能进行检查，确保其符合要求之后，才能进行埋设操作。首先，将导管放于PVC滤管内，再进行砂垫层的埋设；然后，将导管一端和真空表进行连接，确保连接处密封性良好；最后，在顺着导管的走向进行砂垫层的铺设。真空泵在进行布设时，需要采用双面布设的方式，并且真空泵的功率需要符合要求。 2.4抽真空 当试抽压力符合要求后，可覆水进行正常的抽真空操作，时间为6个月，并且不得间段操作。施工人员需要确保射流箱内部水量和温
真空预压施工工艺及方法 真空预压加固一般用于排水固结地段，施工工艺流程图见图3 试抽真空 不合格 检验密封性能 合格 分层填筑路堤 施工准备 铺筑下层砂垫层 塑料排水板施工 沉管插板至设计深度 铺设中层砂垫层 铺设真空管网 开挖密封沟 铺设密封膜 密封沟回填压膜 安装真空设备 联结主管和真空设备 抽真空 结束 真空预压施工工艺流程图 施工要点如下： ⑴铺设水平排水垫层：当地基表层能承受施工机械运行时，可以用机械分堆摊铺法铺砂，汽车运进的砂料先卸成若干砂堆，然后用推土机摊平；当地基表层承载力不足时，一般采用顺序推进摊铺法，即汽车倒进卸料，推土机向前推赶推平；当地基较软不能承受机械碾压时，可用轻型传送带由外向铺设。
⑵埋设排水滤管：先清除滤水管埋设影响范围内的石块等有可能扎破密封膜的尖利杂物；滤水管采用塑料管，外包尼龙纱或土工织物等滤水材料，滤水管与三通管接头部位绑牢；排水滤管埋设应形成回路，主管通过出膜管道与外部真空泵连接。 ⑶挖封闭沟：密封膜周边的密封可采用挖沟埋膜，以保证周边密封膜上有足够的覆土厚度和压力。 ⑷铺设密封膜：密封膜的热合和黏接采用双热合缝的平搭接；密封膜检查合格后，按先后顺序同时铺设，每铺完一层都要进行细致的检查补漏，保证密封膜的密封性能；密封膜铺设完成后，回填黏土。 ⑸施工监测：在预压过程中，应对加固范围内的地基稳定安全、固结度、垂直变形、侧向变形控制和加固效果实时监督和控制，监测被加固体内不同部位的负压实时状况；监测项目包括孔隙水压力、膜内真空度、排水板内真空度、土体真空度、地面沉降量、深层沉降量和土体水平位移；安置感应环于预定深度并用特定装置保持与土的变形响应性。 ⑹关闭真空泵，关闭阀门。 ⑺继续进行施工监测。 ⑻结束：卸掉膜上覆水，拆掉真空系统及出膜口；去除密封膜及真空分布管。 ⑼检验：进行现场钻探、试验等效果试验。 ⑽注意事项： ①施工前应按要求设置观测点、观测断面，每一断面上的观测点布置数量、观测频率和观测精度应符合规范要求，观测基桩必须置于不受施工影响的稳定地基内，并定期复核校正。 ②在排水垫层的施工中，无论采用何种施工方法，都应避免对软土表层的无穷大扰动和隆起，以免造成砂垫层与软土混合，影响垫层的排水效果。 ③挖封闭沟时，如果表层存在良好的透气层或在处理范围内有充足水源补给的透水层时，应采取有效措施隔断透气层或透水层。 ④铺设密封膜时，要注意膜与软土接触要有足够的长度，保证有足够长的渗径；膜周边密封处应有一定的压力，保证膜与软土紧密接触，使膜周边有良好的气密性。 ⑤地基在加固过程中，加固区外的土层向着加固区移动，使地表产生裂缝，裂缝断扩大并向下延伸，也逐渐由加固区边缘向外发展。将拌制一定稠度的黏土浆倒灌到裂缝
真空联合堆载预压施工工法 天津路桥建设工程有限公司第四分公司 杜永平 1、工程前言 滨海新区西中环及延长线快速路二期工程道路工程K6+410-K6+920，宽度为75米，面积约为38000平米。该段路基为泥浆坑，表面20cm为泥砂土，下层全部为含水量较大的淤泥，平均淤泥厚度为4~5米，人员能够在上面行走，但是机械无法立足。后经设计论证，本工程采用铺砂垫层，打塑料排水及真空联合堆载预压相结合的施工方法处理。方法的特点是在需要加固的软土地基上铺一层土工布和三层荆笆能够满足小的施工荷载，上面铺素土层平均厚度为50cm进行找平，铺砂垫层，施工塑料排水板后铺设封闭膜使其与大气隔绝，封闭膜四周买入水和土中，用真空装置抽气，使其形成真空，在压差作用下土体中的空隙水不断的从排水通道中排出，使土体进行固结。同时利用土体自身的重量进行堆载，加速了软土的固结，减小了施工后的路基沉降。 土堤砂垫层密封膜滤管吸水管真空泵密封沟塑料排水板 图1 2、工法特点
工法利用塑料排水板作为竖向排水体，用抽真空形成的负压代替常规荷载，同时利用堆载的土体进行预压，克服了常规的塑料排水板造成的费时间和费工，加固欠佳的弊端,具体的表现为： 2.1、真空度沿着塑料排水板向下传递及向土体中扩展，孔隙水压力降低，孔隙水压力是球应力，不会发生剪切变形，发生的只是收缩变形，所以在真空预压下不会发生侧向挤出破坏，真空预压可以一次完成，而不用分级进行，节约了时间。 2.2、真空预压在土体的加固过程中，在真空吸力的作用下使土中的封闭气泡排出，固结过程加快。 2.3、由于地基周围的土体是向着加固区移动的，这样有利于加固区内土体密实度的提高和地基承载力的增加。 2.4、利用联合堆载预压一起加固软土地基，考虑到施工中还需要利用土方这样经济效益也好，技术上可以通过，加快了施工沉降，缩短和施工工期。 3、适用范围 本工法适用于含水量高，孔隙率大、强度低、渗透系数小和固结系数小的粘性土和淤泥质土层等软土地基加固。 4、工艺原理 对封闭膜下软土地基连续进行抽真空作业，造成膜内空气压力减小，当膜内、外空气压力差到一定值后，使土中空隙水产生渗流，经排水系统排出膜外，孔隙水压力不断的降低，土体不断的进行密实，有效应力不断的增加，当压力差趋于零时，渗流停止，固结完成。在
高真空击密地基处理新工艺 摘要：本文着重论述地基处理新工艺真空击密的施工方法、工艺及质量控制， 以武汉铁路集装箱中心站工程施工中的真空击密为例进行阐述。 关键词：真空击密基本原理施工方法安全措施质量措施注意事项 1 工程概况 武汉铁路集装箱中心站工程采用真空击密处理的区域为辅助箱区及内部机械 停车场，该场区地貌为长江、汉江Ⅰ级冲积阶地，地面标高22～24m左右，地形平坦开阔，为苗圃、菜地、奶牛养殖场及鱼塘等。 武汉市属于亚热带温润区，冬夏温差极大，夏季高温闷热，历史上最高气温41.3℃，最低气温-18.1℃，年平均气温16.8℃，有霜冻和降雪发生。雨量充沛， 年平均降雨量1214～1448mm。降雨多集中在4～7月，约占全年降雨量的60％ 以上。 场地表层一般分布有厚度0.5m左右的种植土，局部为第四系人工填土，厚度为1.0m～3.9m；下为第四系冲积淤泥质黏土、黏土、粉质黏土，厚度为9.1m～14.0m；其下为粉砂、细砂，厚度大于20m。 2 基本原理 “高真空击密法”软地基处理方法（国家发明专利号ZL01127046.2）是一种快 速加固软土地基的新技术，它是通过数遍的高真空压差排水，并结合数遍合适的 变能量击密，达到降低土层的含水量、提高密实度和承载力、减少地基工后沉降 和差异沉降量的目的。本工法具体是通过快速高真空排水——击密多遍循环，两 道工序的有机结合、相互作用，形成了高真空击密法的独特机理。 该工法巧妙地解决了软土超孔隙水压力消散及强夯容易使软土形成“弹簧土” 等关键问题，通过人为在土层中制造的“压差”（击密产生的超孔隙水压力为“正压”，高真空产生的为“负压”）来快速消散超孔隙水压力，使软土中的水快速排出。由于采用高真空排水，使击密效果大大提高，从而使被处理土体形成一定厚度的 超固结“硬壳层”，由于“硬壳层”的存在，使得表层荷载有效扩散，减少了因荷载 不均匀产生的不均匀沉降。 与其它地基处理方法相比该工法具有造价低，工期快，不需要外接电源、环 境污染相对较少的优点。 3 工法特点 对饱和土夯前先进行高真空排水，属于主动排水，可有效减小土的饱和度， 增加夯击效率，同时减小产生的超孔隙水压力。相对地塑料板属于被动排水，由 于没有外荷载作用，无法形成水头梯度达到夯前排水的目的。 渗透系数较小的软土，在适当夯能的作用下，土中出现的微裂缝可增加土的 渗透性能，产生的超孔隙水压力在再一次真空“压差”的作用下可进一步增加排水 效果。为此，本工法提出实施第二、第三遍高真空排水，甚至夯击与排水同时进 行的排水工序。多遍高真空击密排水最终以达到降低饱和软土含水量为目标。 由于第二次高真空作用，使第一遍强夯产生的孔隙水压力快速消散，使两遍 强夯间隙时间大大缩短，从而工期与普通强夯法相比，不但不增加，反而大大缩 短了。 4 施工方法 4.1 高真空击密法的主要施工步骤
真空预压法加固软基施工技术研究 【摘要】随着当前社会的不断发展,软土地基施工的范围逐渐的变大,在道理修筑的过程中,软土路基已成为当前施工的难点与重点,更是影响当前道路质量的主要因素。真空预压加固软土地基是近年来在软土地基处理中比较常用的方法真空预压属于排水固结法的一种，我国在20 世纪50 年代末和60 年代初开始对这一方法进行研究。本文就目前建筑工程中的施工技术研究分析，并就真空预压法的施工技术要点进行总结与探索，并提出了相关的技术要点。 【关键词】真空预压法加固软基施工技术 真空预压系统由抽真空系统和排水排气系统两部分组成，施工时首先在原地基表面铺垫一定厚度（通常为400～500mm）的砂垫层，再在土体中打入砂井、袋装砂井或塑料排水板作为竖直排水体，将不透气的薄膜铺设在砂垫层顶面上，薄膜四周埋入不透水土中，借埋设于砂垫层中的管道，将薄膜下砂垫层中的空气抽出，使其形成相对负压，由于砂井渗透性较大，该负压能够快速传递到砂井深部，从而再砂井和砂井周围土体之间形成孔压差，使土体中的空隙水流入砂井并被排出，已达到固结的目的。 真空预压法 原理 真空预压塑料排水板法是近年来迅速发展起来的一种新的软基处理方法，它主要包括加压和排水两个子系统。加压系统是由借助于覆盖在砂砾垫层上的不透气薄膜，用真空泵来形成的负压、密封薄膜上的外加堆载以及由于地下水位的降低使土体由饱和容重变为湿容重而产生的附加应力组成；而后者则包括水平向和竖向排水系统，竖向排水系统一般由塑料排水板(或砂井、袋装砂井)组成，水平排水系统一般由砂垫层以及埋入其中的PVC排水管组成。地下水在上述荷载作用下产生径向渗流，汇集到砂砾垫层中(或排水管内)并由真空排水系统排出，使土体有效应力增加，同时达到土体固结的目的。 2、特点 （1）不需堆载, 节省费用。省去了加载和卸载工序, 节省大量堆载材料、能源和运输费用,同时也缩短了加固施工工期。 （2）固结时间短, 加固效果好。真空法所产生的负压使地基土的孔隙水加速排出,可缩短固结时间;同时由于空隙水排出, 渗流速度增大, 地下水位降低,有渗流力和降低水位引起的附加应力也随之增大,提高了加固效果。 (3)孔隙神流水流向。孔隙神流水流向及渗流力引起的附加应力均指向被加固土体, 土体在加固过程中的侧向变形很小,真空预压可一次加足,地基不会发生剪切破坏而引起地基失稳,可有效缩短总的排水固结时间。
软基处理之真空联合堆载预压施工工艺 【摘要】真空联合堆载预压是盐滩、水域等高含水量、高压缩性、低渗透性和低强度等特点软基处理的一种常用方法；笔者通过真空联合堆载预压在青岛双积公路项目中的应用，总结了真空联合堆载预压加固软基的施工技术工艺。 【关键词】软基处理；真空联合堆载；预压法；施工工艺 1.真空联合堆载预压法加固机理 真空联合堆载预压法由排水系统、真空系统和加压系统组成，简单的说是真空预压和堆载预压两种加固方法的叠加，实际上就是在堆载预压的同时，借助大气的压力，使两者联合发挥作用，加快土体排水固结。真空预压期间，受真空预压荷载的影响，加固土体产生侧向收缩变形，而在堆载预压期间，土体受堆载影响，加固土体产生侧向挤出变形，上述两种变形在施工过程中可相互抵消，从而可以使堆载的速度加快但不会使路基失稳。 真空联合堆载预压法是用薄膜对需要加固的软基进行密封与大气隔离，借助真空射流泵抽真空，通过铺在加固体表面砂垫层中的排水管道及竖向排水板将加固区内的空气和水抽走，形成真空，在砂垫层产生负压，该负压通过真空管路及竖向排水板逐渐向深度方向传递，并向四周土体扩散，使加固土体内部与排水通道、砂垫层中产生压差，在此压差作用下，土体中的孔隙水不断由排水通道排出，使孔隙水压力降低，真空度不断向加固土体内传递、扩散并在加固土体内形成一定真空负压和负压梯度，土体在负压作用下孔隙率逐渐缩小，最终使土体密实固结。 2.真空联合堆载预压法施工工艺 青岛双积公路工程全长7.65km，其中软基处理长度6.5km，沿线软土均分布在粉砂淤泥质海岸地貌内，地下水位埋深0.0m～4m，表层为黄褐色素填土，以粘性土为主，含沙砾，下为淤泥、淤泥质粘土。经设计方案比较确定采用真空联合堆载预压方式对软土地基进行处理：地基处理深度大于8m时，有效抽真空时间为120d；地基处理深度小于8m时，有效抽真空时间为90d；路基填筑高度小于3m，堆载30Kpa；填筑高度大于3m，堆载40Kpa。 2.1基底处理 （1）将场地地表水疏干，平整场地，铺设一层400g/m2无纺土工布，土工布用手提缝纫机现场缝合，土工布缝接宽度≥5㎝，缝合尼龙线强度≥150N；对于机械无法进场施工的特别软弱地段应先铺设一层或多层高强度黑布，再在黑布上铺设筋笆和土工格栅。 （2）在土工布上依次铺设50cm厚风化砂（要求颗粒均匀，无硬块）作为
直排式真空预压软基处理施工工艺浅谈摘要：本文天津临港工业区t3区真空预压工程为例，对真空预压抽水固结法对软基进行处理的施工工艺进行了详细阐述，从而为类似工程施工提供借鉴、参考，以此与广大工程技术人员交流、学习。 关键词：软基；真空预压；抽水固结；工艺 abstract: this article tianjin harbor industrial zone t3 district vacuum preloading for example, deal with the construction process to elaborate on the vacuum preloading pumping consolidation method of soft ground, so as to provide a reference, the reference for similar projects, this exchanges with the majority of engineers and technicians to learn.keywords: soft base; vacuum preloading; pumping consolidation; process 中图分类号：te42文献标识码：a 文章编号：2095-2104（2012） 1、工程概况 (1)工程地点：本工程位于天津临港工业区，二期围堤以南，渤海40路以东，辽河中路以北范围内，东邻ii港池。 (2)工程规模：总处理面积约 139.2万平方米。 (3)主要工程内容包括：本工程采用直排式真空预压的软基加固工艺，主要工序如下：排原始泥面排水、整平、铺设底层材料(铺设编织布、荆笆、土工布等)、吹填粉砂垫层、打设原生塑料排水
真空排水联合堆载预压施工方案 一、工程概况 中交三航局张唐铁路项目部三分部唐海站站场真空排水联合堆载预压工程，位于河北省唐山市唐海县二农场境内，线路经过区段为海积平原区，地势平坦宽阔，多为水稻田，属软土地基处理施工。 目前该区段已经完成原地面清表及路拱回填，塑料排水板正在施工中。为了保证地基在较短的预压时间内达到加固效果，从而使得路基能尽早进入填筑施工，缩短路基沉降时间，减少工后沉降。该区段设计为地基处理方式为真空排水联合堆载预压。 本标段真空联合堆载预压段共计114510m2，分布位置桩号为：DK506+100.00～DK506+850.00段44067㎡，DK507+190～DK507+470段17359㎡，DK507+530.00～DK508+100.00段34991㎡，DK508+210.00～DK508+550.0段18093㎡。 二、施工组织 1、人员配备 现场专项负责人员及劳动力配置情况见表2-1。 表2-1 现场人员配置表 序号分类数量（人） 1 现场负责人 1 2 现场技术员 1 3 现场质检员 1 4 测量员 2 5 专职安全员 1 6 工班长 1 7 电工 1 7 操作工100 2、机械设备
机械设备及相关设施配备情况见表2.2。 表2-2 机械、设施配备表 序名称规格数量备注 1 7.5kw射流真空泵7.5kw150台 2 电缆Φ/ 具体数量由施工单位自行考虑 3 发电机200KW2台备用，现场已安装变压器 4 台钻 2 5 缝纫机 1 6 手提式缝纫机 3 7 机动小翻斗车、手推车若干 三、工期要求 本工程计划2012年8月份开工至2012年12月结束。工期约5个月。 四、施工流程及要求 1、施工工艺流程 清表、回填路拱→铺第一层砂垫层→塑料排水板施工→土工格栅铺设→测量定位→安装膜下观测监控系统→铺设上层砂垫层→开槽，安装真空管网、安装真空泵→铺一层土工布、两层真空膜→开挖、回填密封沟→抽气管道和真空泵连接→真空试抽，软基监测→铺设第二层土工布→埋设沉降板→填筑土1m→正常抽真空→路基填筑，联合预压→效果监测、沉降稳定至设计天数→停止真空荷载。 2、施工要求 （1）铺设土工格栅，并于其上连接形成水平真空管网，安装真空抽水设备。管网由干管和支管组成，支管采用φ50mm的软式管，支管采取工厂化集中生产，管体打孔并外包两层透水滤布后，成卷运到施工工地使用；支管铺设间距5.0m，干管采用φ75mm的PVC管，干管铺设间距25.0m。进水口采用专用接头和支管连接，出水口通过胶管与集水井密封连接。真空抽水设备包括真空集水井、井上真空设备和真空机械系统。 （2）按设计要求布设膜下观测检测系统，每工点应至少设置9只孔隙水压力仪、2组分层沉降仪、1组测斜、1组水位仪、5个真空测头，埋设位置及深度应符合设计要求。
1.3 真空预压加固地基工程施工工艺标准 1.3.1 总则 1.3.1.1适用范围 真空预压法适用于处理饱和匀质黏性土及含薄层砂夹层的黏性土，特别适用于新淤填土、超软土地基的加固。 1.3.1.2编制参考标准及规范 1.中华人民共和国国家标准《建筑工程施工质量验收统一标准》(GB50300-2001)； 2.中华人民共和国国家标准《建筑地基基础工程施工质量验收规范》(GB50202-2002)； 3.中华人民共和国行业标准《建筑地基处理技术规范》(JGJ79-2002)。 1.3.2 术语 1.预压地基：在原状土上加载，使土中水排出，以实现土的排水固结，减少建筑物地基后期沉降和提高地基承载力。按加载方法不同，分为堆载预压、真空预压、降水预压三种不同方法的预压地基。 2.真空预压：是以大气压力作为预压载荷，通过先在需加固的软土地基表面铺设一层透水砂垫层或砂砾层，再在其上覆盖一层不透气的塑料薄膜或橡胶布，四周密封与大气隔绝，在砂垫层内埋设渗水管道，然后与真空泵连通进行抽气，使透水材料保持较高的真空度，在土的孔隙水中产生负的孔隙水压力，将土中孔隙水和空气逐渐吸出，从而使土体固结的一种软土地基加固方法。 1.3.3 基本规定 1.真空预压加固地基施工前，必须详细分析地质勘察资料，了解土层在水平和竖直方向的分布和层理变化，透水层的位置、地下水类型及水源补给条件等。通过土工试验确定土层的先期固结压力、孔隙比和固结压力关系、渗透系数、固结系数、三轴试验抗剪强度指标以及原位十字板抗剪强度等。同时踏勘工程附近管线、建筑物、构筑物和其他公共设施的构造情况。 2.对重要工程，应预先在现场选择试验区进行预压试验，在预压过程中应进行竖向变形、侧向位移、孔隙水压力、地下水位等项目的监测并进行原位十字板剪切试验和室内土工试验。根据试验区获得的监测资料确定加载速率控制指标、推算土的固结系数、固结度及最终竖向变形等，分析地基处理效果，对原设计进行修正，并指导全场的设计和施工。 3.对主要以变形控制的建筑，当塑料排水带或砂井等排水竖井处理深度范围内和竖井底面以下受压土层经预压所完成的变形量和平均固结度符合设计要求时，方可卸载。对主要以地基承载力或抗滑稳定性控制的建筑，当地基土经预压而增长的强度满足建筑物地基承载力或稳定性要求时，方可卸载。 4.施工前应检查施工监测措施，沉降、孔隙水压力等原始数据，塑料排水带等位置。 5.真空预压施工应检查密封膜的密封性能、真空表读数等。塑料排水带的质量标准应符合表1.3.5-1、1.3.5-2的规定。
真空预压加固软土地基工法 真空预压法是在地基表面铺设密封膜，通过特制的真空设备抽真空，使密封膜下砂垫层内和土体中垂直排水通道内形成负压，加速孔隙水排出，从而使土体固结、强度提高的软土地基加固法。 真空预压法适用于加固淤泥、淤泥质土和其他能够 够排水固结而且能形成负超静水压力边界条件的软粘土。该法早在50年代初就已由瑞典的杰尔曼(W.kJELLMAN)提出，但直至70年代末期一直末能得到广泛应用。1980年，交通部第一航务工程局科研所(天津港湾工程研究所)在天津新港开展现场试验研究，解决了实用密封薄膜、抽真空装置及关键施工工艺，使该法达到实用阶段，并于1982年末成功地应用于天津新港软基加固工程中。1983年该法的研究列入“六五”国家科技攻关项目1985年通过国家技术鉴定，并获“六五”国家科技攻关奖；1987年2月取得国家专利权(专利号(申请号)85108820)，并于1989年被评为中国专利优秀奖；“七五”期间，该法被列为国家计委重点推广新技术的第28项，同时被列为“七五”期间交通部《通达计划》推广新技术项目之一。目前，真空预压法已在港口工程、石油、化工、建筑、公用事业和机场等工程中得到实际应用，加固面积已超过150万平方米，取得了良好的技术经
济效果。 一、真空预压加固法的特点 真空预压加固法有以下几个特点： (1)加固过程中土体除产生竖向压缩外，还伴随侧向收缩，不会造成侧向挤出，特别适于超软土地基加固。 (2)一般膜下真空度可达600mmHg，等效荷重为80kPa，约相当于4.5m堆土荷载；真空预压荷重可与堆载预压荷重叠加，当需要大于80kPa的预压加固荷重时，可与堆载预压法同时使用，超出80kPa的预压荷重由堆载预压补足。 (3)真空预压荷载不会引起地基失稳，因而施工时无须控制加荷速率，荷载可一次快速施加，加固速度快，工期短。 (4)施工机具和设备简单，便于操作；施工方便，作业效率高，加固费用低，适于大规模地基加固，易于推广应用。 (5)不需要大量堆载材料，可避免材料运入、运出而造成的运输紧张、周转困难与施工干扰；施工中无噪音，无振动，不污染环境。 (6)适于狭窄地段、边坡附近的地基加固。 (7)需要充足、连续的电力供应；加固时间不宜过长，否则，加固费用可能高于同等荷重的堆载预压。 (8)在真空预压加固过程中，加固区周围将产生向加固区内的水平变形，加固区边线以外约10m附近常发生裂缝。因此，在建筑物附近施工时应注意抽真空期间地基水平变形对原有建筑物所产生的影响。 二、真空预压法的机理与基本性能
真空联合堆载预压加固高速公路软基的施工应用 江苏恒基路桥总公司孙明 摘要本文详细介绍了真空联合堆载预压的施工工序、方法，以及施工过程中的监测和质量保证措施。对真空联合堆载预压加固高速公路软基的特点进行分析，提出其对高速公路软基施工起的积极作用。 关键词真空联合堆载预压软基加固高速公路监测质量保证 一、概述 真空预压加固软土地基的基本原理，最早由瑞典人杰尔曼教授（w.kjellman）于1952年提出。其原理是将软基处理区域作为一个密封体，通过真空泵负压源将土体中的孔隙水和空气抽排出加固体，从而使土体固结，提高地基承载力。真空联合堆载预压是将真空预压和堆载预压有机结合起来处理软基的一种方法，近年来逐渐在高速公路软基处理中得到广泛应用。下面笔者就结合连盐高速公路响水二标部分软土路基采用真空联合堆载预压处理工程实例作简要介绍。 二、工程概况 连盐高速公路响水二标位于盐城市响水县境内，是江苏省“四纵、四横、四联”高速公路网中“纵一”的重要组成部分。所经区域自北向南分为废黄河冲积平原，盐城至东台冲积平原区，沿线地势平坦，土质以松散沉积物为主。起点桩号为K44+684.253，终点桩号为K54+900，全长10.216km。所处地段全部为软土路基，其中K52+655~K53+180、K53+655~K54+235、K54+265~K54+661段为真空联合堆载预压处理，处理面积达77103m2。 三、工程地质条件 现场钻孔勘探揭示地基土层自上而下分布情况为： ①亚砂土-亚粘土层：亚砂土：灰黄色，局部灰白色，湿~饱和，可塑，含少量碎片：亚粘土：灰黄色，饱和，可塑，层顶标高3.3~3.92m，层底标高2.24~1.4，层厚1.3~2.2m。 ②淤泥质亚砂土-淤泥质粘土层：灰~浅灰色，饱和，流塑，高压缩性，无摇振反应，切面稍光滑，干强度与韧性偏低，夹亚砂土薄层和淤泥透镜体。层底标高-9.56~-10.25m，层厚 11.30~12.40m。 ③粘土-亚粘土层：灰黄色，局部灰绿色，可塑，1、7号断面为硬塑，中压缩性，无摇振反应，切面稍光滑，干强度与韧性中等，含少量铁锰质斑点或结核，钙质结核，偶见贝壳碎片和砂礓石。该层未钻穿，最大控制厚度为3.20m。 第二层②淤泥质亚砂土-淤泥质粘土层的十字板强度平均值为26.2kpa，小于35kpa。含水量平均值为48.0%，孔隙比平均值为1.30，大于1.0，呈流塑，锥尖阻力均小，剪切强度小，承载力低，因此该土层属于工程性质较差的软弱土层。对高速公路地基来说，该土层是控制地基变形和稳定的关键层。 四、准备工作 1、将地基处理范围内原地面进行清表，清除一切杂物。遇沟塘时清淤、回填处理，并压实到规定的压实度，整平至整平高程。同时注意在压膜沟5m范围内，必须回填不透气粘土压实，以防漏气。 2、砂垫层及塑排板的施工。 塑排板施工结束后，在验收合格段铺设上层20cm砂垫层，砂垫层的砂采用中粗砂，含泥量小于5%，干密度不小于15KN/m。砂垫层铺设时，其面层4cm厚度范围内不得有带棱角的硬物，对高出砂垫层的塑排板应于剪断或埋于砂垫层中，铺设时要厚度均匀。保证能把滤管盖住，使垂直排水通道、滤管通过砂垫层真正连接起来，能形成一个通畅的排水和真空压力传送系统。
[图]“高真空击密法”出击软土地基遇强敌 2007-12-12 上午 11:12:17 总点击数：600 广东省建设信息中心梁剑华 工期短、造价低、质量可控、施工环保，成为“高真空击密法”笑傲软土地基处理传统工法的“撒手锏”。（资料图片） 珠海市景观大道“情侣北路”经“高真空击密法”处理，工后沉降小于 30cm，节约造价约30%。（资料图片）
近日，一股清新的科技之风自上海吹拂至广州，由广东省土木建筑学会主办、上海港湾软地基处理工程有限公司和广州亿和建筑基础工程有限公司协办的 “高真空击密法”软土处理系列专利技术推介会在广州大厦举办。记者从会上获悉，对付软土处理的新工法——快速“高真空击密法”，自2005年10月在广州举办首次推广会后，新获得4项专利。这些专利为高真空击密法再添质量“砝码”，令其实用性范围进一步加强。 独特优势：造价节省30% 工期缩短50% 我国沿江、沿湖、沿海等地区广泛分布着软土，许多建设项目的投资商为担负软土层处理的高成本，而深感忧虑。据介绍，软地基处理的传统工法主要有三类：一是复合地基法：水泥土搅拌桩、粉喷桩、碎石桩等；二是排水固结法：插塑料板（砂桩）加真空或堆载预压法）；三是强夯法。传统工法，具有施工造价较高、工期较长或质量不可控等缺点。 针对传统工法的缺点，上海港湾软地基处理工程公司发明了“高真空击密法”软地基处理新工法，它是通过对需处理的软土体施加数遍高真空，并与之结合施加数遍相应的变能量击密，达到降低土体含水量，提高土体密实度和承载力，减少地基的工后与差异沉降量的地基土处理工法。 与传统工法相比，高真空击密法主要具有下述特点：一是工期短：单位面积施工工期为10～25天，是常规工法的1/3～1/2；二是造价低：工程造价是常规工艺的40％～80％；三是质量可控：有效控制软土含水量、密实度、工前沉降 和差异沉降，快速提高承载力，克服真空度沿塑料排水板深层衰减及塑料排水通道的存在工后沉降较大的缺陷，弥补了强夯法对饱和软土易形成“弹簧土”的缺陷；四是施工环保：属力学物理变化，无需添加剂。 创新妙招：数遍高真空结合适能量击密 据上海港湾软地基处理研究院兰瑞学博士介绍，高真空击密法具有五大创新：一是在夯前采用高真空系统，合理控制施工参数，减小了饱和土的饱和度，使规范“饱和软土不宜强夯”成为过去；二是高真空结合合适的变能量动力击密，扩大了规范的真空井点在低渗透性土中排水的应用范围；三是由于数遍高真空的作用，缩短了软粘土二遍夯击间隔时间，软土强夯的间隔时间从规范“不小于3-4周”缩短为“5-10天”，大大节约了工期；四是通过高真空击密，使浅层地基（10m内）形成超固结硬壳层，改善地基的受力性能；由于深层软土不形成排水通道，深层软土工后沉降将明显减小；五是大面积加固，对地基有一定的降水预压作用。 据介绍，高真空击密法属快速排水、快速击密固结的工法，其设计原理有六大要素：一是采用特制的高真空系统强制调整土体的含水量，控制需处理的土体逐步接近最优含水量；二在需处理土体分遍逐步接近最优含水量的同时，采用特制的大型击密设备分遍击密需处理的土体，逐步接近最大密实度；三是根据处理
目录 一、工程概况 (1) 二、施工准备 (1) 三、施工工艺流程 (1) 四、施工方法 (1) 4.1场地平整、清理 (1) 4.2区域划分 (1) 4.3编织布、土工布铺设 (2) 4.4铺设砂垫层 (3) 4.5粘土密封帷幕墙施工 (3) 4.6塑料排水板打设 (5) 4.7滤管铺设 (9) 4.8安装监测设备 (10) 4.9 铺设三层密封膜 (10) 4.10安装抽真空装置 (11) 4.11试抽真空 (11) 4.12正常抽真空及分级堆载 (12) 4.13卸载 (13) 4.14拆除抽真空设备及平整场地 (14) 4.15施工监测 (14) 五、质量保证措施 (15) 六、安全保证措施 (16) 七、人员、机械使用计划 (17) 八、施工进度计划横道图 (17) 九、附件 (17) 9.1施工总平面布置图； (17) 9.2施工结构断面图； (18)
一、工程概况 本工程位于新建xxx港区30万吨级矿石码头后方堆场西北方向，东侧为真空预压区域，南侧为堆场二标段，西、北侧均为堆场护岸。各项依托条件较好，四通一平条件基本具备，道路连接顺畅，另工程施工区域附近砂石料资源丰富，劳动力充足。 堆场由港池航道疏浚土吹填形成，陆域面积约60公顷，其中“真空联合堆载预压区”面积约7.07万m2，真空联合堆载预压区主要为堆场和轨道基础范围，地基处理后地基承载力特征值不小于180 kPa；本工程堆场最终堆载荷载为300kpa，堆场真空联合堆载预压处理后承载力承载力提高有限，拟采用高性能塑料排水板进行补强。吹泥区和吹砂区边界拟采用打设深层粘土帷幕，帷幕上部施工压膜沟，以防止真空抽气时漏气。 二、施工准备 2.1根据业主提供的测量控制点，在施工场地布设基线点，由测量人员完成施测报监理工程师审批后使用。 2.2本工程不需要大型临建场地，电源采用施工区域北侧变电站。小临设施设在项目部统一规划的居住区。 三、施工工艺流程 场地整平→铺设一层编织布→铺设一层绑扎成500mm*500mm的竹竿及一层竹笆或2~3层荆笆→铺设一层土工布→铺设50cm厚中粗砂垫层或先铺设50cm细砂（防止堵塞排水板水流通道）再铺设50cm粗砂→粘土密封帷幕墙施工→打设塑料排水板→滤管铺设、安装→挖密封沟→铺设一层编织布→铺设三层密封膜→安装射流泵→抽真空→分级堆载→卸载→加固效果检测 四、施工方法 4.1场地平整、清理 进行场地的平整、清理，清除其上的杂物。对于表层水较多的淤泥区域，机械无法施工，应先前进行表层处理。 4.2区域划分
真空预压地基处理技术 1. 真空预压概念 通过采取一定的措施，在需加固的土层中产生一定真空和负压，形成压差，产生负压固结，达到预加固软土的目的。这种技术，单独或与堆载联合预压，在许多工程中得以应用。 这种地基处理方法在市政、交通等部门得到许多应用。 图1为真空预压设施剖面图。 图1 真空预压加固软土示意图 加地基抽真空后的性状变化 图2 淤泥中真空度变化 页码，1/21
图3 砂井中真空度的变化 图 4 膜、砂井、塑料排水板及淤泥中真孔度的变化 目前真空度能达到约90Kpa 水平。 页码，2/21
图 5 淤泥中孔隙水压力变化 1真空排水预压法加固软基机理及适用条件 真空预压示意图1和6。 图6 真孔预压加固地基竖向排水体的设置 二个平衡：加固地基中的孔隙水压力与负压边界及周围压力的平衡；总应力与膜面上大气压力之平衡。 在加固的地基中打设垂直排水通道，如砂井、塑料排水板等，地面铺设砂垫层；将不透气的薄膜铺设砂垫层上，并将四周埋设至密封沟内；经垂直排水通道、砂垫层和真空泵将膜下的空气抽出。在抽真空之前，膜下淤泥（软土地基）与塑料排水板中的空隙水压力处于等势状态，地下水不会发生流动。在真空泵开始工作后，膜下的大气压力迅速减小，膜下真空度增大。由于竖向排水体与膜下砂垫层的连通性较好，助力较小，因此竖向排水体中的真空度迅速提高，导致竖向排水体中的空隙水压力迅速降低；而淤泥（软土）地基中的真空度基
本保持不变，空隙水压力变化相对较小。因此在淤泥（软土）与竖向排水体之间产生孔压差，淤泥（软土）地基中的地下水在孔压差的作用下，经竖向排水体、砂垫层、滤管、主管与真空泵排出。随着地基中地下水的排出与真空度的增加，地基中的孔隙水压力u值必然降低。 在总应力σ不变的条件下，u值的降低必然导致有效应力σ‘的增加，根据太沙基的有效应力原理，当地基中某点的总应力增量△σ为0，设有效应力增量为△σ‘，孔隙水压力增量为△u，则满足下式： △σ‘ =△u 由于△σ‘的增加而使土体压密，直到土体内与边界上达到u势新的平衡位置，这个过程即为真孔预压的加固过程。 此外，真空预压还将降低地下水位，增加附加压力。 土层抽真孔前后土体的有效应力分布如图7所示。从图中可见，真孔预压加固软土地基的有效应力增长由地下水位下降而引起的有效应力增加与真孔度传递而引起的有效应力增长这两部分组成。 几个地下水位下降量表。