花锦峰 陈焕龙

（中交四航局第二工程有限公司，广东 广州 510230）

1 概述

软弱土层地基处理的工艺方法多种多样，其中真空预压法以其工艺方法简便、施工材料用量少、施工成本较低、地基土体固结时间较短及处理地层深度较深等诸多优点被广泛在软弱地基土体的固结强化处理中应用，而真空预压法在实施的过程中，会产生多种不利因素影响膜下真空度提高与恒定，导致真空预压的效果受到影响。本文通过工程实例，对工艺过程中的各类不利因素进行记录、统计分析，并对真空预压效果进行计算比较，以优化工艺方法，降低不利因素对真空预压效果的影响。

2 工程概况

深圳海洋科研服务基地项目一标段海堤堤防工程起止于西北方向的龙涌和东南方向的东宝公园，全长1985.52m，分为西北堤、西南堤和东南堤三个堤段，其中西北堤紧邻龙涌，河堤的保护，受风浪潮汐的影响较弱，而西南堤和东南堤面临海面，正面受海浪和潮汐的冲击。整个海堤位于海滨潮间带上，淤泥及淤泥质粘土层广泛分布，其厚度11～18m 不等。需要进行真空预压处理的地基宽度40m，总长度为新建海堤全长1985.52m，真空预压总面积79650m2，分为东南堤A1-A2 区、西南堤B1- B4 区、西北堤C1-C4 区共15 个区，如图1 所示。按设计要求，真空恒压天数为130 天，膜下真空度不低于85kPa，固结度达到90%以上，软土地基强度值不低于29kPa，才能保持海堤稳定所需的地基承载力。

图1 真空预压分区图

3 真空预压施工流程

深圳海洋科研服务基地堤防工程是在海滨滩涂上充填多层砂袋形成临时围堰，并同时对围堰中心回填中细砂后形成围海堤岸，采用真空预压工艺对基础淤泥层进行软基处理，施工流程：场地清理→铺设土工格栅→充填多层砂袋→回填堤芯中细砂→打塑料排水板→回填中粗砂横向排水层→搅拌泥浆密封墙→场地整平→设备安装→铺管埋管→清理杂物→铺设土工布保护层→铺设塑料密封膜→出膜汇集管与设备连接→开机试抽→进入恒载期→固结度达标卸载→真空预压施工结束。

真空预压施工的诸多工序中，存在着多种影响膜下真空度的不利因素，通过对真空预压施工全过程的跟踪监测，记录不利因素出现种类和次数，进行整理和分析，找出各种不利因素发生的原因，采取相应的解决措施加以避免，或降低其发生的次数，提高土体固结效果。抽真空设备均匀布置在加固区周边，每台设备控制面积为900～1100m2。真空恒压期间，采用自动记录仪每两个小时记录一次膜下真空度。

4 现场情况的统计与分析

4.1 西北堤施工记录数据的统计与分析

西北堤C1-C4 区真空预压面积24157m2，布设24 只真空表，在恒压期间按设计要求进行真空表示数的自动记录，并自动传送并显示在远程监控屏上，管控人员从监视屏上当发现真空表示数异常时，立即查找原因并按预设方案加以解决，使真空示数恢复正常，同时记下真空表异常的读数、发生位置、产生现象和采取的措施等信息。西北堤真空预压施工完成后，对恒压期间的记录资料进行了整理、归类和原因分析，得出了影响膜下真空度的不利因素的种类、发生阶段及其之间相互关联，如图2 所示。

图2 膜下真空度影响因素关联图

根据施工记录资料，统计了真空度不达标次数，分析不利因素产生的原因，采取了针对性措施加以解决，如表1。

表1 对膜下真空度产生不利因素的事件统计分析表

从表1 整理的结果可以看出：（1）西北堤在真空预压期间共发生影响膜下真空度的事件为50 次，分布在真空预压工艺的不同施工工序中，不利因素的种类和产生的原因也是多种多样的，同种不利因素发生的次数也不一样。（2）影响膜下真空度的事件主要集中在密封膜铺设阶段和抽真空恒压持载阶段，占全部事件发生的概率为76.0%，是主要因素，也是真空预压法地基处理效果的关键所在，更是需要提高施工质量的重要工序，同时，泥浆搅拌墙的施工质量和恒压期间电力供应的持续性也是不能被忽视的重要因素。（3）需要强调的是长达130 天漫长恒压期间，客观地存在着不可避免地多种外部因素导致密封膜破损的情况发生，对膜下真空度受到影响，如风浪携带的垃圾杂物、海鸟觅食等，因此，真空预压施工过程中，对每道工序采取针对性的措施加强现场管控和防护，尽可能地杜绝或降低不利因素的发生或出现的次数，才能使膜下真空度恒定，提高抽真空的效果。

4.2 西南堤真空预压记录数据的统计分析

根据西北堤出现的各种不利因素，在后续西南堤和东南堤真空预压施工时，采取针对性措施加强各道工序的管控和预防，特别是控制好铺膜时的密封性和恒压期间保护密封膜的完整性，使得密封膜下真空度大幅提高，且保持了持久的恒定。根据施工期间的记录数据，采取措施前后影响膜下真空度不利因素产生的次数对比如图3。

图3 采取措施前后膜下真空度不利因素发生次数对比表

从图3 中可以看出，各个阶段影响膜下真空度的事件发生的次数由50 次降至12 次，影响膜下真空度不利因素发生次数的概率降为原来的四分之一；影响膜下真空度不利因素的降低和避免保证了膜下真空度在恒载期间达到设计要求不低于85kpa 的标准。西南海堤真空预压施工结束后，对B9～B4 各区真空表记录数据进行了统计，统计周期为恒压持载后，对第21 天至130 天期间的真空表示数记录进行了统计，得出各区真空表示数平均值如表2 所示。

表2 西南堤各区真空表示数平均值

从表2 可以看出，对影响膜下真空度的不利因素采取有效措施后，较好减少了导致膜下真空度降低的事件发生，使膜下真空度比原设计提高了4.4kpa，加速了密封区内软土地基土体的固结时间，并提高土体的固结度和承载力。

4.3 土体强度检测分析

真空预压卸载后分别在各区等间距取2 个点做原位十字板剪切试验，工后原状土的抗剪强度试验数据如表3 所示。由表3 可见，工后十字剪切强度的平均值为36.08Kpa，满足设计要求的淤泥或淤泥混砂层经真空预压处理后软土地基强度Cs 不小于29.0kPa 的要求。从C 区和B 区的平均数据对比发现，西南堤B 区工后十字板剪切强度平均值为37.57Kpa 高于西北堤工后抗剪强度平均值33.85Kpa，说明在真空预压的各个工序中，对影响膜下真空度不利因素宜提前进行分析，列出影响膜下真空度的各种可能，并在各道工序施工的过程中采取针对性的预防措施，尽可能地减少影响膜下真空度不利因素的出现，就能够很好地提高真空预压的效果和软基土体的承载力。当膜下真空度不利因素出现时，及时按预案采取修补措施，使膜下真空度恒定在设计值之上，才能保证不受到影响真空预压效果。

表3

结束语

膜下真空度是真空预压工艺处理软土地基的最重要的参数指标，对软土地基的处理效果起着决定性作用，同时，影响膜下真空度的不利因素多种多样，贯穿于真空预压施工的所有工序中，而且同一因素发生频次也不同。本文对各种不利因素发生的施工阶段、产现的现象及发生的原因进行了全面的剖析，提炼出了影响膜下真空度不利因素的种类、采取的预防和管控措施，有效地降低了各种不利因素发生的概率，保障了膜下真空度的恒定，对后续项目采用类似的工艺进行软基处理时，对施工工艺的改进和优化以及预防措施的采取和完善都起着积极的作用。