塑料排水板真空预压技术在新吹填软基处理工程的应用

王湘勇

摘 要：结合新吹填的淤泥软土地基处理工程实例，探讨塑料排水板真空预压技术的关键工序，以及塑料排水板打设、密封处理、真空度维护等管理与质量控制措施。

关键词：软基处理；塑料排水板打设；铺设密封膜；真空预压

0 引言

塑料排水板真空预压技术是以大气压力为预压荷载。首先将塑料排水板打设到软基内，软基表面铺设砂垫层，再先后覆盖一层土工布和密封膜，将密封膜埋入密封沟，将砂垫层与大气隔离。最后使用真空抽气装置连接排水管道，排尽膜内空气及孔隙水，使膜内外大气压力发生变化，通过大气压力使砂垫层、软基、塑料排水板之间出现排水作用，在排水作用的影响下，将气压差转化为预压荷载，逐渐使软基得到有效固结。

1 工程实例

本工程吹填形成陆域面积约5.79万m2，陆域地基处理面积约5.34万m2。处理后新形成陆域地基承载力应不小于60kPa。

1.1 塑料排水板施工

塑料排水板正方形布置，间距为1m，打设深度为12m，但不得进入黏土层。

在施工前应先进行塑料排水板的试打。在试打过程中，对压入导管的速度、高度、次数、振动锤电机的电流值或静压力等工艺参数作好记录，并确定施工工艺。

（1）施工设备

根据施工场地条件选择适合的插板机施工。由于吹填土质较差，且吹填后间隔时间较短，为了适应插板机在吹填土上正常作业，先依次铺设一层编织土工布、一层荆笆（或间距50cm×50cm的竹竿网）、一层无纺土工布、一层土工格栅、一层无纺土工布，再回填一层1m厚的中粗砂。编织布采用40kN/m 型编织土工布，土工布可采用400g/m2的无纺土工布，土工格栅采用双向拉伸聚丙烯土工格栅。

（2）施工步骤

1）测点位

根据测量控制网定出控制点，再按要求布置分区控制桩，确定排水板点位。排水板定位偏差小于30mm；管靴与板位标记的偏差不应大于50mm。

2）插板机就位

对准点位检查调正桩管垂直度，以便保证导管中心与排水板地面定位重合。

3）沉管

在沉管过程中，保证桩管垂直偏差<1.5%。应使排水板伸出当前砂垫层表面长度大于200mm，并将伸出部分弯折埋入砂垫层。排水板不得出现拧结、断裂和撕破滤膜等现象，塑料排水板接长时将排水板芯对插搭接，并将滤膜包裹完好，搭接长度大于200mm。打设时回带不得超过500mm，且回带的根数不宜超过打设总根数的5%，检查每根板的施工情况，不符合标准的应在邻近板位处补打。

4）拔出导管后，在孔口回填中粗砂，移机到下一点位。

1.2 真空预压施工

塑料排水板打设和第二层砂垫层铺设完工之后进行真空预压施工。

真空预压的施工工艺流程如下：

（1）抽真空管道埋设

埋设在砂垫层中的管道分主管和滤管，均采用PVC硬塑料管，要求能承受400kPa的压力。主管为φ90mm，滤管为φ63mm，滤管间距6.5m。主管、滤管布置为鱼刺形，根据现场实际情况对二通、三通和四通的数量及形状做适当的调整，但应确保滤管排水通畅。全部抽真空管道均需埋入砂垫层中，且要保证PVC管上方至少有10cm厚的中粗砂。并通过出膜装置将抽真空管道与射流真空泵连接。

（2）铺设土工布

抽真空管道铺设完毕后，先拣除砂垫层表面的尖棱小石子、尖锐贝壳及其它杂物，并人工细平砂垫层表面。埋设完真空表测头及其它观测仪器后，在砂垫层上铺设无纺土工布一层，以保护密封膜。土工布采用400g/m2的无纺土工布，加固区边缘预留一定宽度的土工布，使其有足够的余量能在周边密封沟处起到保护密封膜作用。

（3）封膜铺密

密封膜采用三层聚乙烯或聚氯乙烯薄膜。密封膜要求在工厂热合一次成型，若现场粘接，搭接宽度不得小于2m。密封膜的大小按加固区四周各伸出5m左右确定。分层铺放覆盖整个真空预压单元。铺设时，膜不宜拉得太紧，每隔10m应预留10cm左右的褶皱。

（4）抽真空系统安装

抽真空装置选用射流真空泵，功率为7.5kW，安装后的射流泵能形成不小于96kPa的真空压力。每台真空泵控制900～1100m2。出膜部位的連接必须牢固，密封可靠。

1.3 施工监测

为了较全面地评价软基加固效果、监控真空预压过程中地基固结度的变化、对周边土体的影响以及确保加固过程中的稳定性等问题，在软基处理过程中对地表沉降、分层沉降、深层水平位移及孔隙水压力等内容进行监测。

每块真空预压区布置15个真空测头（平均1个/2000m2），进行膜下真空检测。并选取其中二块进行竖向真空度检测，要求按深度方向每1m布置一个，分别测出1～20m处的真空度，以便了解真空度的衰减情况。平面位置按均布原则布置。

每块真空预压区布置7～8块面层沉降板（每4000m2一个测点），1处深层分层沉降标，用于观测地基的沉降量和沉降速率。

每块真空预压区中心布置一组孔隙水压力计，按深度方向每向下3m埋设一个探头，共埋设4个，探头要求分孔埋设。

边桩在预压荷载外边线四周均匀布置，间距约100～200m一组。通过观测判断地基处理区域与周边区域交界处的地基稳定性，保证地基加固施工不对周边区域造成不利影响。

在预压开始前预压区边线外5m范围内埋设土体深层水平位移观测孔，了解地基加固过程中，不同深度土层各点的水平位移情况，确保场区预压过程中土体稳定。

1.4 加固效果检验

在地基加固区域进行载荷板试验，载荷板试验可采用1.5m×1.5m（或更大面积）的承压板，按照使用荷载的级别逐级施加静力荷载，根据荷载—沉降关系曲线确定地基的承载能力，计算土体的变形模量。

2 结语

在该新吹填淤泥软基采用塑料排水板真空预压技术，施工过程中通过上述合理有效的质量管控措施，膜下真空度在试抽水3d后就达到了80kPa，并持续维持在85kPa左右，说明密封效果良好。该软基经处理后，地基承载力均达到了60kPa以上，取得了良好的加固效果。

参考文献

[1] 李龚晓南.地基处理手册（第三版）[M].北京：中国建筑工业出版社，2008.

[2] JGJ 79-2012建筑地基处理技术规范[S].endprint