真空預壓法是在地基表面鋪設密封膜，通過(guò)特制的真空設備抽真空，使密封膜下砂墊層內和土體中垂直排水通道內形成負壓，加速孔隙水排出，從而使土體固結、強度提高的軟土地基加固法。��

　　真空預壓法適用于加固淤泥、淤泥質(zhì)土和其他能夠排水固結而且能形成負超靜水壓力邊界條件的軟粘土。該法早在50年代初就已由瑞典的杰爾曼（W.kJELLMAN）提出，但直至70年代末期一直末能得到廣泛應用。1980年，交通部第一航務(wù)工程局科研所（天津港灣工程研究所）在天津新港開(kāi)展現場(chǎng)試驗研究，解決了實(shí)用密封薄膜、抽真空裝置及關(guān)鍵施工工藝，使該法達到實(shí)用階段，并于1982年末成功地應用于天津新港軟基加固工程中。1983年該法的研究列入“六五”國家科技攻關(guān)項目1985年通過(guò)國家技術(shù)鑒定，并獲“六五”國家科技攻關(guān)獎；1987年2月取得國家專(zhuān)利權（專(zhuān)利號（申請號）85108820），并于1989年被評為中國專(zhuān)利優(yōu)秀獎：“七五”期間，該法被列為國家計委重點(diǎn)推廣新技術(shù)的第28項，同時(shí)被列為“七五”期間交通部《通達計劃》推廣新技術(shù)項目之一。目前，真空預壓法已在港口工程、石油、化工、建筑、公用事業(yè)和機場(chǎng)等工程中得到實(shí)際應用，加固面積已超過(guò)150萬(wàn)平方米，取得了良好的技術(shù)經(jīng)濟效果。

　　一、真空預壓加固法的特點(diǎn)

　　真空預壓加固法有以下幾個(gè)特點(diǎn)：��

　�。�1）加固過(guò)程中土體除產(chǎn)生豎向壓縮外，還伴隨側向收縮，不會(huì )造成側向擠出，特別適于超軟土地基加固。

　�。�2）一般膜下真空度可達600mmHg，等效荷重為80kPa，約相當于4.5m堆土荷載；真空預壓荷重可與堆載預壓荷重疊加，當需要大于80kPa的預壓加固荷重時(shí)，可與堆載預壓法同時(shí)使用，超出80kPa的預壓荷重由堆載預壓補足。��

　�。�3）真空預壓荷載不會(huì )引起地基失穩，因而施工時(shí)無(wú)須控制加荷速率，荷載可一次快速施加，加固速度快，工期短。��

　�。�4）施工機具和設備簡(jiǎn)單，便于操作；施工方便，作業(yè)效率高，加固費用低，適于大規模地基加固，易于推廣應用。��

　�。�5）不需要大量堆載材料，可避免材料運入、運出而造成的運輸緊張、周轉困難與施工干擾；施工中無(wú)噪音，無(wú)振動(dòng)，不污染環(huán)境。��

　�。�6）適于狹窄地段、邊坡附近的地基加固。��

　�。�7）需要充足、連續的電力供應；加固時(shí)間不宜過(guò)長(cháng)，否則，加固費用可能高于同等荷重的堆載預壓。��

　�。�8）在真空預壓加固過(guò)程中，加固區周?chē)鷮�產(chǎn)生向加固區內的水平變形，加固區邊線(xiàn)以外約10m附近常發(fā)生裂縫。因此，在建筑物附近施工時(shí)應注意抽真空期間地基水平變形對原有建筑物所產(chǎn)生的影響。��

　　二、真空預壓法的機理與基本性能

　　真空作用下土體的固結過(guò)程，是在總應力基本不變的情況下，孔隙水壓力降低、有效應力增長(cháng)的過(guò)程。��

　　抽真空時(shí)，先后在地表砂墊層及豎向排水通道內逐步形成負壓，使土體與排水通道、墊層之間形成壓差；在此壓差作用下，土體中的孔隙水不斷由排水通道排出，孔隙水壓力隨之降低、有效應力增長(cháng)，從而使土體固結壓密。這樣，地基沉降在預壓加固階段基本完成，并獲得足夠的強度。因此，在經(jīng)過(guò)真空預壓加固后的地基上施加建筑物荷載時(shí)，既不會(huì )發(fā)生地基失穩問(wèn)題，又不會(huì )產(chǎn)生有害的殘余沉降與差異沉降。��

　　本工法可使膜下真空度在10—20d內達到和維持在600mmUg以上，可產(chǎn)生相當于80KPa的等效荷載。

　　三、施工工藝

　　真空預壓施工包括以下四個(gè)主要部分：��

　�。�1）采用不透氣的密封膜使加固地基與大氣隔絕；��

　�。�2）為使土體加速排水固結，在加固地基中設置排水通道（如塑料排水板）；��

　�。�3）采用高效率的抽真空裝置；��

　�。�4）為了節能和安全正常運轉，需要安裝自動(dòng)控制、記錄系統。��

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　　1、排水通道打設機��

　　由于塑料排水板具有質(zhì)量穩定、輕便可靠、打設速度快、加固效果好等優(yōu)點(diǎn)，目前在真空預壓加固中已被廣泛采用，極少見(jiàn)到使用袋裝砂井及普通砂井的實(shí)例。��

　　塑料排水板打設機可采用履帶式或軌道式等輕型設備，其接地壓力應與加固地基相適應；當地基十分軟弱，地基承載力偏低時(shí)，往往需要對地基表層臨時(shí)處理，以適應打設機對地基承載力的要求。��

　　打設方式可用振動(dòng)錘打入，亦可用靜壓壓入。��

　　采用目前常用塑料排水板打設機打設長(cháng)度為20m左右的塑料排水板時(shí)，打設效率一般可達到1000—1500m/臺班。��

　　2、真空設備及自控裝置��

　�。�1）真空設備：φ48型射流泵、3HA—9型離心式水泵。��

　�。�2）自控裝置：自動(dòng)控制、記錄儀。��

　�。ǘ�）施工程序��

　　本工法的施工程序如下：��

　�。�1）設置排水通道包括在軟基表面鋪設砂墊層和土體中打設排水通道。目前多采用塑料排水板作為豎向排水通道。采用套管法打設塑料排水板。在鋼套管壓入地基土內之前，須先將塑料板放入套管，并在塑料板端部加管靴，這樣，當鋼套管壓入時(shí)，管靴和塑料板也隨之入土，拔出鋼套管時(shí)，塑料板靠管靴的阻力留置于土中，在地面將塑料板切斷，打設即完成。

　　1—排水通道；2—濾管；3—圍捻；4—出膜裝置；5—閥門(mén)；6—真空表；7—射流泵；8—離心泵；9—溝槽；10—水平排法；11—密封膜

　�。�2）鋪設膜下濾管在打好塑料排水板的砂墊層上布設膜下濾管，并將濾管埋入砂墊層中。

　�。�3）鋪設封閉薄膜。��

　�。�4）連接膜外管道和出膜裝置與抽真空設備。��

　�。�5）安裝自動(dòng)控制設備。��

　�。ㄈ�）勞動(dòng)組織��

　　1、打設排水通道��

　　每臺班由4—5人組成，班長(cháng)1人、操機工1）安裝自動(dòng)控制設備。��

　�。ㄈ�）勞動(dòng)組織��

　　1、打設排水通道��

　　每臺班由4—5人組成，班長(cháng)1人、操機工1人、裝運工1人、測量工1人、電工1人。

　　2、真空設備安裝與運轉��

　　每臺班6—8人，每日三班連續運轉。��

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　�。�1）整平加固區場(chǎng)地，清除雜物，并鋪設砂墊層。為避免塑料密封破損，砂墊層表面不得存留石塊及其他尖利雜物。��

　�。�2）塑料排水板打設完畢并驗收合格后，應及時(shí)仔細地用砂墊層砂料把打設時(shí)在每根塑料排水板周?chē)�形成的孔洞回填好，否則，抽真空時(shí)這些孔洞附近的密封薄膜很容易破損，造成漏氣，從而難以達到和維持要求的真空度。

　�。�3）埋設膜下濾管時(shí)，綁扎過(guò)濾層的鉛絲頭均應朝向兩側，切忌朝上。濾管周?chē)�須用砂填定，并用磁盤(pán)埋好，埋砂厚度以5cm左右為宜。砂料中的石塊、瓦礫等尖利雜物必須清除干凈，以免扎破密封膜。��

　�。�4）鋪膜時(shí)須挖溝，挖出的土堆在溝邊平地上，不得堆在砂墊層上。還應避免砂�；�入溝中。薄膜應事先仔細檢查，鋪設時(shí)四周應放到溝底，但不要拉得過(guò)緊。溝中回填的粘土要密實(shí)且不夾雜砂石。��

　�。�5）管道出膜處應與出膜裝置妥善連接，以保證密封性。膜外水平管道上應接有閥門(mén)。每臺射流歷史意義和閥門(mén)外側均應裝有真空表，使用前應進(jìn)行試抽檢查。��

　�。�6）整個(gè)真空系統安裝完畢后，記錄各觀(guān)測儀器的讀數，然后試運轉一次。發(fā)現漏氣等問(wèn)題時(shí)應及時(shí)采取措施補救。��

　�。�7）抽真空期間必須保證電力連續供應，不得中途斷電，以使真空度在最短時(shí)間內達到并長(cháng)期維持設計值。

　　四、加固質(zhì)量與效果檢驗

　　真空預壓期間，泵上真空度應大于700mmHg，膜下真空度應大于600mmHg.��

　　采用以下方法檢驗真空預壓加固效果：��

　�。�1）鉆探取土進(jìn)行室內土工試驗；��

　�。�2）現場(chǎng)十字板、靜力觸探等試驗；��

　�。�3）必要時(shí)進(jìn)行載荷板試驗。��

　　五、技術(shù)經(jīng)濟分析

　�。�1）1臺真空設備的加固面積一般為1000—1500m²；��

　�。�2）加固后達到相當于80kPa堆載預壓的加固效果；��

　�。�3）與同等堆載預壓相比，一般可降低造價(jià)1/3、縮短工期1/、節約1/3.��

　　六、工程應用實(shí)例

　　據不完全統計，目前國內真空預壓法加固軟基面積已超過(guò)150余萬(wàn)平方米，節約工程投資1000余萬(wàn)元�，F舉幾個(gè)工程實(shí)例如下：��

　�。ㄒ唬┨旖蛐赂蹡|突堤真空預壓加固工程��

　　該工程為天津新港新建突堤碼頭后方堆場(chǎng)加固處理工程，總加固面積48萬(wàn)平方米。被加固土為在原軟粘土地基上新近吹填的超軟粘土地基，土質(zhì)為淤泥、淤泥質(zhì)粘土及淤泥質(zhì)亞粘土，含小量大、壓縮性高、強度低。

　　該工程為國際招標工程。因為加固面積大，工期要求緊，且缺乏堆載材料，所以普通堆載預壓不但造價(jià)高，而且無(wú)法按預定工期要求完成。交通部一航局采用真空預壓法作為代案以最低價(jià)中標，并自1987年6月至1989年11月僅用29個(gè)月就完成了全部加固工程，比原定工期提前兩個(gè)月。��

　　該加固工程采用塑料排水板作水豎向排水通道，板距1.3m，正方形布置，板長(cháng)20m（部分長(cháng)板達24.5m）。

　　整個(gè)加固工程分為72個(gè)區段逐塊進(jìn)行，平均每個(gè)加固單元面積為6700m²，最大加固單元2.25萬(wàn)平方米。

　　每塊加固單元抽氣10—20d膜下真空度均能達到600mmHG以上，預壓120—150d總沉降量達1.7m.加固后土體固結度大于90%，強度、殘余沉降量均滿(mǎn)足設計要求。��

　　與堆載預壓相比，該工程節約工程投資500余萬(wàn)元。��

　　該堆場(chǎng)現已投產(chǎn)使用近五年，使用情況良好，未發(fā)生過(guò)大沉降與差異沉降。��

　�。ǘ�）山東省濟南遙墻機場(chǎng)跑道加固工程��

　　該工程主跑道長(cháng)2600m、寬60m、其中長(cháng)2667.5m（包括防吹坪）、寬49m，總面積14.5萬(wàn)平方米采用塑料排水板真空預壓法加固�ピ摰鼗�表面為2—3m粉砂，以下為亞粘土，深7.5—11.5m處為淤泥質(zhì)粘土及淤泥。表層2—3m粉土對采用真空預壓十分不利，如不采取特殊密封措施很難達到并維持較高的真空度。為此，在每個(gè)加固單元周?chē)�的表層粉砂中用深層拌合機設置了粘土拌合密封墻，抽真空80—90d地基固結沉降20—25cm，固結度大于95%，各項物理力學(xué)指標均有明顯提高。全部工程僅用14個(gè)月完成，比原定工期縮短1個(gè)月。��

　　該機場(chǎng)1992年投產(chǎn)，跑道運行正常。