真空預(yù)壓加固軟土地基機(jī)理分析

摘要：文章對(duì)真空預(yù)壓加固軟土地基機(jī)理進(jìn)行了分析，闡述了真空預(yù)壓的現(xiàn)狀，然后論述了真空預(yù)壓加固軟土地基的機(jī)理，通過(guò)某軟土地基試驗(yàn)例子，對(duì)真空預(yù)壓加固進(jìn)行了分析。工作人員通過(guò)對(duì)真空預(yù)壓加固內(nèi)容的分析，更好地掌握了真空預(yù)壓加固軟土地基的具體情況，更好地完善了這個(gè)過(guò)程，提升了軟土地基的加固效果。

關(guān)鍵詞：真空預(yù)壓；預(yù)壓加固；軟土地基；堆載預(yù)壓；抽真空 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：TU74 文章編號(hào)：1009-2374（2015）23-0136-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.23.069

從總體來(lái)講，人們針對(duì)真空預(yù)壓加固軟土地基機(jī)理的研究，會(huì)在不同程度上受到堆載預(yù)壓的影響。真空預(yù)壓加固軟土地基的過(guò)程中也會(huì)存在一些問(wèn)題，所以相關(guān)人員要詳細(xì)分析真空預(yù)壓軟土地基的有效深度，了解抽真空作用可能對(duì)實(shí)踐工程帶來(lái)一定加固的效果，如果要進(jìn)行詳細(xì)研究，應(yīng)分辨真空預(yù)壓和堆載預(yù)壓的不同之處，然后分析軟土地基在真空預(yù)壓中的機(jī)理，并總結(jié)

如下：

1 真空預(yù)壓的現(xiàn)狀

1.1 真空預(yù)壓的內(nèi)容

真空預(yù)壓的穩(wěn)定預(yù)壓階段，有抽真空這一環(huán)節(jié)，這個(gè)程序主要是為了在地基上的孔道中形成一個(gè)真空度分布網(wǎng)絡(luò)連通體系，這個(gè)名詞也被稱為真空滲流場(chǎng)，具體情況如圖1所示，其地下水會(huì)降到1～3位置。

在真空滲流場(chǎng)中，軟土地基因?yàn)樽陨硇再|(zhì)，其內(nèi)較大孔道流動(dòng)的真空流體與較小孔道中的真空流體存在壓力差，所以孔道中的水會(huì)受到影響，在壓力的作用下逐漸被吸出，然后在壓力重新達(dá)到平衡之后才停止，由此產(chǎn)生了固結(jié)現(xiàn)象。

1.2 堆載預(yù)壓與真空預(yù)壓的區(qū)別

在研究中發(fā)現(xiàn)，堆載預(yù)壓的主要作用力是堆載。在這種作用下，軟土地基中形成了一個(gè)附加應(yīng)力場(chǎng)，這種應(yīng)力首先是由孔隙水承擔(dān)，由此形成了一個(gè)超靜孔的壓力場(chǎng)。在該場(chǎng)內(nèi)，不斷有孔隙水排除，然后這種孔隙水的壓力場(chǎng)會(huì)逐漸消失，轉(zhuǎn)換成有效的應(yīng)力，增強(qiáng)土體的變形能力和強(qiáng)度。堆載預(yù)壓的效果會(huì)受到兩方面內(nèi)容的影響：一是堆載的大??；二是壓力場(chǎng)的大小和分布。超靜孔隙水的壓力場(chǎng)消散情況會(huì)影響堆載預(yù)壓固結(jié)的快慢，還會(huì)受到土層滲透力和排水設(shè)施的影響，真空預(yù)壓法和堆載預(yù)壓法在本質(zhì)上有一定差別，雖然這兩種情況都是在孔隙水的作用下實(shí)現(xiàn)的，其壓力越小，增加的應(yīng)力就越多，但是兩種方法的加固原理不同，相關(guān)人員應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注這部分內(nèi)容。在地基的形狀、強(qiáng)度增長(zhǎng)和特征的影響上也有一定差異，相關(guān)人員應(yīng)對(duì)真空預(yù)壓加固軟土地基的機(jī)理進(jìn)行詳細(xì)分析。

2 真空預(yù)壓加固軟土地基的機(jī)理

以某市的軟土地基預(yù)壓試驗(yàn)為例，軟土地基的長(zhǎng)度為300m，相關(guān)人員采取真空預(yù)壓與堆載預(yù)壓相結(jié)合的方式，從根本上激發(fā)軟土地基的優(yōu)勢(shì)，試驗(yàn)中的豎向排水體為塑料排水板，然后模擬等邊三角形進(jìn)行布設(shè)。在這個(gè)過(guò)程中，流量邊界條件可以選取抽真空表面，這個(gè)內(nèi)容也能夠當(dāng)作試驗(yàn)條件，通過(guò)這種方法更好地進(jìn)行實(shí)際分析。在恒定負(fù)壓邊界條件下，水氣流量的評(píng)估和規(guī)劃比較困難，工作人員應(yīng)對(duì)真空度指進(jìn)行限制，避免其對(duì)真空預(yù)壓造成不利影響，所以要保持膜下真空度盡量不會(huì)出現(xiàn)變化。這種方式的難度較高，要提高真空預(yù)壓效果，分析地下水位的下降指數(shù)。

在應(yīng)用真空預(yù)壓法加固軟土地基時(shí)，并沒(méi)有改變地表總荷載，相關(guān)人員通過(guò)砂墊層、塑料排水板等通道進(jìn)行抽水抽氣，通過(guò)這種方式，使加固區(qū)地基土與膜上周?chē)馏w間形成大氣壓差，更好地分析真空度在真空預(yù)壓加固中的作用。

2.1 真空滲流規(guī)律的研究

相關(guān)人員針對(duì)軟土地基的滲流問(wèn)題分析，達(dá)西定律是最常使用的定律。如果軟土地基經(jīng)過(guò)堆載預(yù)壓加固，那么可以在達(dá)西定律中適用。但是在真空預(yù)壓的作用下，真空流體在真空滲流場(chǎng)范圍內(nèi)流動(dòng)，這種情況在土體微觀結(jié)構(gòu)的作用下，滲流形狀非常復(fù)雜。所以相關(guān)人員要對(duì)達(dá)西定律進(jìn)行重新定義，在實(shí)際工程中，如果膜下的真空達(dá)到一定指標(biāo)，應(yīng)繼續(xù)增加射流泵的數(shù)量，增加出水量，并提高真空的預(yù)壓效果。然后膜下的真空度卻沒(méi)有同樣的變化，所以通過(guò)達(dá)西定律的相關(guān)定義進(jìn)行解釋。

2.2 真空預(yù)壓的處理深度

要想確定軟土地基在真空預(yù)壓加固中的處理深度，要從兩個(gè)方面入手。要明確在真空預(yù)壓加固軟土路基的過(guò)程中，當(dāng)?shù)鼗砻娉檎婵罩螅叵滤痪€降低后，其下地基中較大的連通孔道，會(huì)形成一個(gè)真空滲流場(chǎng)，在這種情況下，地基中的較小孔道的孔隙水會(huì)被吸出，出現(xiàn)固結(jié)現(xiàn)象。

應(yīng)用真空預(yù)壓法對(duì)軟土地基進(jìn)行加固，例如有的工程人員認(rèn)為真空預(yù)壓的效果只能在淺層體現(xiàn)，有人認(rèn)為真空預(yù)壓效果能夠達(dá)到30%左右，還有一些人認(rèn)為真空預(yù)壓能夠達(dá)到塑料排水帶底部附近，針對(duì)這些看法，并沒(méi)有一個(gè)統(tǒng)一的結(jié)論。目前我國(guó)對(duì)真空預(yù)壓加固軟土地基的研究還缺少資料，所以應(yīng)進(jìn)一步進(jìn)行研究。

2.3 地下水對(duì)真空預(yù)壓的影響

在真空預(yù)壓的作用下，要重視抽氣和抽水效率，避免不間斷的工作導(dǎo)致軟土地基中的水位下降程度過(guò)快。相關(guān)人員應(yīng)確保地基周?chē)难a(bǔ)充水能夠和排出水達(dá)到一個(gè)動(dòng)態(tài)平衡。這種情況下，土層的覆土量會(huì)有所增加，所以會(huì)導(dǎo)致排水固結(jié)現(xiàn)象出現(xiàn)。地下水位還會(huì)引發(fā)水封現(xiàn)象，導(dǎo)致其被限制在水位線以下。這種情況會(huì)給真空作用強(qiáng)度和地基的滲透情況帶來(lái)較大的影響，軟土地基周?chē)乃囱a(bǔ)充情況也會(huì)受到影響，在軟土地基中有薄砂層存在，在一些有恒定水源的地方應(yīng)慎重選用真空預(yù)壓法。如果一定要選用這種方法，應(yīng)做好相應(yīng)準(zhǔn)備工作，消除地質(zhì)的不良影響。

在真空滲流場(chǎng)的作用下，相關(guān)人員要控制較小孔道與大孔道中流動(dòng)的壓力差，避免小孔道中的孔隙水流出過(guò)多，這種現(xiàn)象在壓力重新達(dá)到平衡之后停止，由此產(chǎn)生了固結(jié)現(xiàn)象。相關(guān)人員根據(jù)這種現(xiàn)象，結(jié)合實(shí)際情況，制定詳細(xì)的實(shí)行方案，保證真空預(yù)壓工作能夠順利進(jìn)行，體現(xiàn)出較好的效果。

3 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)上文對(duì)真空預(yù)壓加固軟土地基的分析得知，抽真空邊界是復(fù)雜的，一般情況下，都采用真空與堆載相結(jié)合的形式。如果將真空表面作為恒定負(fù)壓邊界條件，那么無(wú)法處理工程中的問(wèn)題。所以要控制地下水的存在情況，分析周?chē)叵滤难a(bǔ)充情況，重視真空預(yù)壓加固軟土地基的各個(gè)環(huán)節(jié)，提高軟土地基的加固效果。

參考文獻(xiàn)

[1] 王緒民，趙若華，苗永剛.堆載預(yù)壓與真空預(yù)壓加固軟土地基機(jī)理的比較分析[J].工程勘察，2009，（9）.

[2] 王緒民，劉富勤，馬國(guó)華.真空預(yù)壓加固軟土地基的應(yīng)力路徑分析[J].建筑技術(shù)，2010，（3）.

[3] 張儀萍，嚴(yán)露，俞亞南，劉偉超.真空預(yù)壓加固軟土地基變形與固結(jié)計(jì)算研究[J].巖土力學(xué)，2011，（S1）.

[4] 李永祥，王晟，邸超，李延柱，高夏宇.供熱鍋爐房真空預(yù)壓加固軟土地基探討[J].煤氣與熱力，2012，（4）.

[5] 陳立偉，范毅，王風(fēng)波，孫博，杜曉寧.真空預(yù)壓法加固軟土地基的工程實(shí)例分析[J].探礦工程（巖土鉆掘工程），2014，（11）.

作者簡(jiǎn)介：朱云波（1989-），男，江蘇淮安人，供職于中交第三航務(wù)工程局有限公司江蘇分公司，初級(jí)職稱。

（責(zé)任編輯：蔣建華）endprint