1工程概况 某市政道路软基处理试验段工程，位于珠海市保税 区内，试验段分为两段，一段用于强夯试验，另一段用于 真空预压试验，以互相对比参照；两段相距约200米。工 程工期为135天。其试验数据将作为保税区规范推广使 用。
2地质情况
从地质资料的67、66、60、59、51号钻孔质料显示， 试验段的地层情况是： 第一层：人工填土。厚度6～10m，褐黄、褐红色，由 粘性土及少量碎石组成，部分地段上部为吹填沙，结构 松散。第二层：淤泥，厚度3～10m，灰黑色，含贝壳碎屑 及少量粗砾沙流塑状态。第三层：粘土，厚度8～12米， 褐黄褐红色，不均匀含少量粗砾沙，大部分质纯，断面滑 细腻，呈湿，可塑-硬塑状态。第四层：淤泥质粘土，厚度 2～4m，灰黑、灰色，局部含朽木碎屑及少量中细砂，呈很 湿-饱和，软塑-可塑状态。第五层：粉质粘土，厚度 1～20m不等，褐黄灰白色，系花岗岩风化而成原岩，结 构清晰残留石英及长石颗粒30%左右，属砂质粘性土， 呈湿-稍湿，硬塑-坚硬状态。第六层：强风化花岗岩。 第七层：中风化花岗岩。第八层：微风化花岗岩。
3施工要点
3.1水平向分布滤管埋设 采用条形排列方法埋设，水平分布滤管主要作用 是，在抽真空过程中使真空度在整个加固区分布均匀。 滤水管埋深，根据排水垫层厚度，设在水平排水垫层中 部，但应防止尖利物露出砂面刺穿密封膜。滤水管，可根 据材料来源选用钢管或塑料管材。要求滤水管在预压过 程中能适应地基的变形差，能承受足够的径向压力，而 不出现径向变形。滤水孔，一般采用8～10mm，间距5cm， 三角形排列。为确保滤水管的滤水效果，应采取扩大滤 水面的措施，一般在滤水管上绕3mm铅丝，圈距5cm，外 包尼龙窗纱布一层。滤水层是防止水平排水垫层砂料进 入滤水管的一项措施，一般采用棕皮或其他也孔隙小、 渗透性好的材料，如编织布或土工聚合物等。不论选用 何种材料做为滤水层，都要确保其渗透系数与排水垫层 的渗透系数相当。
3.2密封膜施工 密封膜的施工是真空预压加固法成败的关键问题 之一，要科学的，严格地按要求进行。密封膜材料，要求 密封性好，抗老化能力强，韧性好，抗穿剌能力强。根据 经验，采用材料来源充足的密封性聚氯乙烯薄膜即可， 如能采用抗才能化、抗穿剌能力强的线性聚乙烯等专用 薄膜更好。密封膜的热合与粘结，热合时以平搭接，两条 热合缝为好，一般搭接1.5～2cm。同时在热合应根据封 膜材料、厚度，选择合适的热合温度，使热合缝粘结牢而 不熔。密封膜的铺设，由于密封膜系大面积施工，一般预 压面积在500～5000㎡，加工成这样大面积，有可能出 现局部热合不好，搭接不够等问题，影响膜的密封性，再 者，膜在阳光直接的连续照射下，抗老化性能还存在一 定问题，为确保在真空预压全过程的密封性，一般采用 2～3层膜，按选后顺序同时铺设。 在确保膜本身密封性条件下，膜的四周密封，也是 关键的一环，在四周密封施工中，要掌握好两个环节；一 是膜四周密封处，膜与软土接触要有足够的长度，保证 有足够长的渗径，因此在铺膜时，可采用挖沟折铺方法， 其二是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，压边材料以粘土和 亚粘土为宜，在对膜增压的同时，也起到气密覆盖作用。 膜周边密封辅助措施。由于被加固的软土地基，多数为 不匀土，有的加固范围内，还存在透水性较好的夹层，尽 管在膜周边采取了上述措施，但仍在加固范围内存在不 密封因素，应采取必要的辅助密封措施，如：封闭式板桩 墙；封闭式板桩墙加沟内复水；围埝内复水等，以膜上全 面覆盖水较好，既保证了整个加固区的密封性又能减缓 膜的老化作用。
4设备要求
真空设备效率直接影响预压效果，由于真空预压的 特点，要求真空设备具备真空效率高，能适应连续运转， 重量轻，结构简单，便于维修等。
4.1真空泵 根据国内外工程实践，可采用普通真空泵或射流真 空泵。根据我国具体情况和实践经验，以采用射流真空 泵为宜。 在应用射流真空泵时，要随时注意泵的运转情况及 其真空度，当泵的真空度小于93kPa时，应进行检查和 维修，在一般情况下，主要检查离心泵射水量是否充足。 射流真空泵的设置，可根据加固面积大小、真空泵 效率及工程检验确定。为确保真空泵预压按额定要求连 续预压，以每个加固区设置两台泵为宜，值到加固面积 的要求。加固区内，所有射流真空泵是否同步运转视预 压过程而定。一般在预压初期，因排水量大，射流真空泵 同时运转，在预压中后期，在保证膜内最高真空度的前 提下，可停一部份泵并采取各泵交替运转的方法。
4.2真空管路加固区与射流真空泵间连接的管路，它不仅向膜内 传递真空压力，而且是排水的主要通道。因此，要求真空 管路应具有满足总排水量需要的过水断面；能承受径向 压力；真空管路间的各连接点需严格进行密封处理，以 保证真空度在管内不受损失，并使排水畅通。 由于射流真空泵的结构特点，射流真空泵经管路进 入薄膜内，形成连接密封，但系敞开系统，真空泵工作 时，膜内真空度很高，一旦由于各种原因，射流真空泵全 部停止工作，膜内真空度随之全部卸除，这将直接影响 地基加固效果，并延长预压时间，为避免膜内真空度在 停泵后很快降低，在真空管路中应设置止回阀和截门， 当预报停泵时间超过24小时，则应关闭截门。所用止回 阀及截门都应符合密封要求。
5真空预压操作步骤
⑴按照工艺要求，将射流真空泵，真空管，出膜口按 密封要求连接好；连接泵、真空管及膜内真空压力传感 器，并测记初读数。
⑵射流箱处接好进水管，并在箱内注满水。
⑶在加固范围内按要求设置沉降观测点。
⑷开动离心泵进行真空抽气，膜内真空压力逐渐提 高，由于被加固的土层，在预压初期排水量较大，真空度 提高较慢，随着土层排水固结程度的提高，膜内真空度 逐渐稳定在73kPa以上，这个过程随着土质和固结程度 不同，一般需要1～5天时间。当达到预定真空度以后， 为节约能源，可采用自动控制，间隔抽真空措施。 在抽真空过程中，由于土体中气体排出，体积增大， 使射流箱内循环水减少，由于射流摩擦使水温升高，水 的密度发生变化，直接影响射流真空泵的效果，所以应 采取连续补水措施，在抽真空过程中保持水箱满、温度 正常。
⑸在抽真空过程中要求观测泵、真空管、膜内及土 体各深度的真空度、土层的深层沉降、地表总沉降、土层 沿深度的侧向位移、孔隙水压力等的变化。 ⑹当真空预压达到预定技术要求后停止抽真空，并 测读以上观测项目的变化，检验和评价预压效果。
6质量控制措施
⑴真空分布管的距离要适当，使真空度分布均匀， 滤膜渗透系数不小于10-2cm/s。
⑵泵及膜内真空度应达到96kPa和73kPa以上的 技术要求。
⑶地表总沉降规律，应符合一般堆载预压时的沉降 规律，如发现异常，应及时采取措施，以免影响最终加固 效果。
⑷抽真空主、支滤管均匀布网。支滤管间间距确定 为4.5m左右。在预压区边侧的支滤管离该处密封沟内 侧边线距离为1.0m左右。
⑸抽真空主管选用(90PVC管，支滤管选用(60PVC 管。支滤管四周打有(6～8的滤水孔，滤水孔纵向间距 约10cm。支滤管用无纺土工布滤膜（其渗透系数不小于 10-2cm/s）完全包裹。
⑹抽真空主管与支滤管间用变径四通或变径三通 连接，同管径主管或支滤管间用钢丝吸水胶管连接，其 接头处至少用铁丝绑扎两道。
⑺在埋设抽真空主管与支滤管前，先在加固区内砂 垫层中，按布管位置先挖宽约15cm、深30cm的埋管沟。 埋管沟底应整平。埋设主管和支滤管后，将回填埋管沟 的砂料拍实。
⑻密封沟靠真空预压一侧的边坡，要用挖土机结合 人工修整平顺，不允许存在局部突出的硬块，以免抽真 空时顶破撕裂密封膜。
⑼密封膜选用两层0.1mm厚用吹塑法生产的聚氯 乙烯薄膜。
⑽铺设密封薄膜前，须将露出砂垫层的排水板头埋 入砂垫层中，捡除砂垫层表面的尖棱石子及贝壳等杂 物，人工整平砂垫层。
⑾铺设密封膜时，先铺第一层密封膜。检查发现并 用聚氯乙烯胶水修补膜体表面的小漏洞后，试抽真空， 再次检查发现并修补膜体漏洞后，才铺设第二层密封 膜。 ⑿密封膜的边缘埋入密封沟底淤泥中，其上至少覆 盖0.3m厚淤泥。
⒀在密封沟外测，修筑高出密封膜面至少0.4m、顶 宽0.3m的土围堰，将真空预压加固区围护起来。在围堰 内注水，使整个加固区表面保持0.2～0.3m厚的水膜， 以加强真空密封效果。
⒁真空预压加固区按每500㎡左右的加固面积配 备一套真空泵系统，与其射流泵配套的电机功率为 7.5kw，泵的真空度应达到98kPa以上。
⒂选用合格真空表监测真空度。
⒃正常抽真空期间，配备人员24小时在现场值班， 保证电机及抽真空系统正常工作。
⒄现场值班人员须经常观察并记录真空度变化情 况（2～4小时记录一次）。
⒅关停真空泵进行检修时，须立即关闭球阀，防止 水箱中存水被抽干而造成真空泄漏，影响真空预压效 果。
⒆在正常抽真空期间，采取有效措施，确保加固区 内膜下真空度稳定在73kPa以上。
⒇如果抽真空后膜下真空度长期达不到73kPa，要 采取必要的技术措施。只有在真空预压膜下真空度达到 73kPa以上，连续预压达3个月后，或软土地基的固结 度满足设计要求时才允许停机卸荷。
7具体实施
7.1铺设沙垫层及施打塑料排水板
⑴施打塑料排水板桩，间距为1m，真空预压区域塑 料排水桩数为2255根；要求塑料排水板桩打至淤泥层， 复铺沙层，塑料排水板桩外露部分20cm埋在复铺砂垫 层内20～30cm。
⑵塑料排水板施工根据项目部提供的有关基线，测 量出各桩位的定点，并与监理工程师与业主代表进行基 线与桩位的复核、签证工作，桩位确定指挥桩机进入施 工地点。
⑶塑料排水板插板机采用日本株式会社产，型号 为：PC200型液压勾机，经自行改造而成，其性能与同型 号勾机相同。 工作原理：PC200型勾机配合自行设计之20米左 右长龙门架，门龙架两边由液压传递链条工作时开动液 压泵将导管沉入土内即可（排水板由管内穿出与桩尖连 接即可）。
⑷施工工艺 ①塑料排水板排水原理 塑料排水板是将带状塑料排水板用插板桩机将其 插入软弱土层中，组成垂直排水体系，砂垫层为水平排 水体系，然后在砂垫层表面进行真空预压。塑料排水板 由芯和滤膜组成，土层中的渗流水通过滤膜渗入到芯板 的沟槽内，并通过沟槽从排水垫层中排出，从而可加速 软土地基的沉降过程，使地基得到压密。 塑料排水板桩施工工序：（调整桩机的位置→调整 桩架的垂直度→将塑料排水板通过导管从管靴穿出→ 与桩尖连接贴紧管靴并对准桩位→开动插板桩机上的 液压泵将塑料排水板插入土中→插板到标高后拨出套 其作用量：①卡住压力计，使之在放入过程中不打 转；②保持钴杆和仪器的紧密接触；③传导钴杆压力，将 仪器控头压入预定深度。
7.2.3孔隙水压力计的埋设 工程中孔隙水压力计测头布置如施工工艺图示。每 个试验段各有九组，每组三个测点，形状为边长800mm 的正三角形，钻孔直径150mm，深度分别为4m,8m和 12m。 埋设孔隙水压计：先将测头在水中装配完整，整理 仪器接线，初测孔隙水压计读数，用铁丝穿过头尾部预 留孔洞，根据所需埋设深度测量铁丝长度，作好标记，待 钻孔钻好，带钻头杆换为带“放入器”钻杆，将测头放入 钻孔中“，放入器”缝隙卡住铁丝，下钻杆同时拉紧铁丝， 缓慢下落钻杆，待到达孔底，视情况决定是否将测头压 入一段深度。截断铁丝，封孔。须注意的是，测头埋入过 程必须保持浸泡在水中。 钻孔深度及封孔：孔隙水压力计埋入地后必须与外 界限大气隔离，因此，测头埋入后必须封孔。 较软的土中，可采用将测头压入较长深度的办法， 加强密封效果。作法是不将钻孔钻到所需深度，而是预 留孔1～2米，测头放入孔底后，用钻杆将仪器再下压入 所需深度。用钻出土回填即可。 较硬的土中，为避免测头损伤，则应钻孔钻到所需 深度稍短，压紧封孔即可。 封存孔所用土应为钻孔时取出的土。工程采用钻出 土封孔，时间是在放入测头后半小时后之内，用竹竿捣 实，仪器运作正常，表明埋入过程及封孔符合要求。 由于钻孔直径小，土层软，极易塌孔，因此钻孔完备 毕后应立即埋没测头，另外钻孔时应注意造浆以维护孔 壁。 仪器放入后应再测读频率，连续数日，每日三次，待 读数稳定后即可作为该测点初始频率f。[sayyeshttp://www.cnfilters.com/img/2009824135610.jpg[/sayyes]
7.3真空预压阶段 对选定的试验场地，采用先开挖并铺设0.3m厚的 中粗砂垫层，待插完SPB-Ⅱ型排水板、铺设0.5m厚中 粗砂垫层、埋完排水板头并平整场地后，再对其实施真 空预压加固的软基处理。
7.3.1真空预压的施工程序 本真空预压试验工程的施工程序详见图2、图3。
7.3.2真空预压的技术处理措施 在完成铺设砂垫层、插设塑料排水板后，即进入真空预压施工阶段，真空预压的技术处理措施如下： ⑴施工准备 在开始真空预压施工前，其前道工序（砂垫层、塑料 排水板和砂面整平施工）应通过验收，同时约10～30㎡ 的工地值班室和仓库、可供30KW用量的外电接线站点 搭建设完毕。 配电方式为电缆分路馈送，即设置多回路配电箱 （箱内一泵一回路，每一回路供电端及用电端分别设 25A三相漏电空气开关），用截面积为4m㎡的五芯橡皮 铜芯软电缆沿围堰送电至各用电点，而所有的控制箱均 考虑雨天防水。 ⑵测量放线：明确标出距插排水板外边线1m远处 为真空预压密封沟的内坡顶线，其围成的范围即为真空 预压区域。 ⑶安排真空预压用的设备、材料进场.
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⑷挖密封沟：为保证真空预压密封效果，密封沟尽 量挖深。密封沟施工采用液压反铲结合人工开挖，在铺 设密封膜后，密封沟用淤泥或粘土回填。
⑸埋设吸水管：吸水管分为主（干）管和支滤管。主 管为(90mmPVC管，支滤管为(60mmPVC管。主管和支滤管 间采用变径三通、四通连接，同管径的对接采用钢丝吸 水胶管连接。全部吸水管均须埋入砂层中，并通过出膜 器及吸水管与真空泵连接。
⑹铺设密封膜：在完成上述两项工作后，应有尽有 先拣除砂垫层表面的尖棱小石子、尖锐贝壳及其他杂 物，并人工细平砂垫层表面。待埋设完真空表测头及其 它观测仪器后，用人工将二层聚氯乙烯薄膜（已在工厂 用热粘法粘接好并运到现场），分层铺放覆盖整个真空 预压试验区。注意在加固快四周，密封膜应留有足够的 超宽余量（3～5m）。然后将膜体周边埋入密封沟内，用淤 泥、粘土回填密封沟并压实，再向上筑密封水围堰。
⑺出膜连接与真空泵系统安装 真空主管道通过出膜器及吸水胶管与真空泵连接。 出膜器的连接必须牢固，密封可靠。 本次选用的真空泵为广州市工保技术咨询服务有 限公司自行研制改进的真空泵系统。本真空预压试验区 我们确定配备3台真空泵，能充分满足本次真空预压的 技术要求。
⑻抽真空及真空维持 当上述工作完成后，即可开始抽真空及抽充密封水 膜。抽真空以后，膜下真空度会持续上升。当膜下真空度 达到并稳定在73KPa以上时，进入真空预压正常预压阶 段。待抽真空达73kPa正常预压1个月后，即可开始铺 设一层80gde过滤土工布和堆填2m厚填土的施工，注 意堆填土施工时应小心谨慎，不得破坏真空薄膜。 在抽真空过程中，若膜体表面出现一些漏气小孔 洞，有可能使局部膜下真空度出现下降，应仔细检查发 现并及时修补。 若在抽真空开始以后，膜下真空度在预期内达不到 73kPa，则需采取相应的技术措施加以处理。如可起用备 用出膜器加泵，加大抽真空能力，或仔细检查、修补密封 沟等，从而确保真空预压能达到设计的效果。
⑼真空预压卸荷验收：当真空预压加固单元块在膜 下真空度达73kPa的条件下连续抽真空3个月，或满足 设计要求的固结度时，即可以停机卸荷，交工验收。
⑽施工机械设备及材料：本真空预压工程投入的主 要施工机械设备和材料，详见表1。
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⑾设备安装施工工艺 ①PVC管的布置尺寸
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②接头连接工艺： 同管径的连接用Ф90（或Ф60）的钢丝吸胶管对 接； 不同管径的连接用变径两通、三通、四通连接； 波纹管每段长50cm左右，接头处用铁丝绑扎两道。 ③聚氯乙烯膜的铺设： 选择无风的天气铺设，以免被大风吹损； 铺膜前应沿加固边排放砂袋，备用来压住铺后的膜 边； 铺膜时先沿加区一边摆放好薄膜，留出加固区两边 的超宽余量（3～5m）然后理出膜的一端，将其缓慢展开， 当进风较大时，可低拉薄膜，使其涡砂面前进，铺好膜后 用砂袋压其周边。 ④射流泵的安设：先在各接口缠绕几道薄膜，用波 纹管对接，绑扎牢固。⑤真空表的埋设：埋设应均匀布置，其上应有15cm 左右的砂覆盖。
⑿结果观测: ①沉降四及位移柱 本工程采用真空预压和强夯处理软土地基以对比 处理效果，沉降数据和水平移数据一个反映地基紧密程 度一个反映施工影响范围，都是必要的研究参考依据.工程中沉降桩及位移的布置如图5示。
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②孔隙水压力测试及计算: 由GKD孔隙水压力计测得的数值为频率值，须经转 换得到孔隙水压力值。 孔隙水压力计的工作原理是一根张拉并固定于承 压薄膜中心处与柜架间的钢弦，其自振频率f与钢弦应 力σ的关系为： f=1/2L(σ/ρ)1/2(式1) 式中： L—钢弦的有效长度 ρ—钢弦的材料密度 由式1的推出作用于承压薄膜上的孔隙水压力与 频率的关系为： μ=k(f02-f2)(式2) 式中： μ—孔隙水压力（KPa） k—标定系数（KPa/H2） fo—零点压力时的钢弦自振频率 f—某一压力下的自振频率 通过钢弦测微仪或数字频率计测出fo和f即可由 式2求出相应的孔隙水压力值。
⒀结果分析 本试验段总沉降量为97cm,正常预压时真空度保 持在90Kpac以上，真空预压效果明显，此方法适用于覆 盖层较厚的淤泥质土层，如遇在人工填土中有强透水砂 层的情况，影响膜下真空度的形成和传递，建议在真空 预压的周边做双排Φ600搅拌海淤泥密封桩，以封堵该 强透水层。
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