增压式真空预压软基处理的地基加固机理
常规的真空预压往往由于竖向排水板堵塞引起排水固结效果差、工期长。对此，笔者采用增压式真空预压处理某一站场软土地基弥补上述不足。通过分析对比增压式和常规真空预压处理方式下地基在加固期内的沉降、孔隙水压力变化特征，评价增压条件下的处理效果。结果表明：采用增压式真空预压三、四区地表沉降量明显大于常规处理的一区。且孔隙水的压力消散速度也快于一区；而1.0m间距的三区产生的预压沉降量较1.2m间距的四区增加约30%；增压式真空预压利用增压管的增压作用能加速软基排水过程并改良排水板易淤积的不良性能。
静水沉积环境下形成的软黏土有其特殊的工程性质，常常体现为强度低、固结时间长，不能直接作为构筑物的基础，需要进行适宜的地基处理。常规的真空联合堆载预压法是在待处理的土体中置入竖向排水板并结合上部堆载共同形成的加固体系，使地基土在预压期就产生较大的沉降量。为确保地基土在加载过程的稳定性，地基土的固结度达到30%～50%才能施加上部堆载； 同时，地基必须满足沉降速率小于20mm/d时，才能施加下一级堆载。因此，常规的真空预压的工期相对较长。
为弥补常规处理方法的不足，提出了增压式真空预压技术，对于塑料排水板的加固机理已进行了深入研究。由于增压式真空预压没有得到广泛的应用，其加固机理的研究还不够深入，作者针对该方法的地基处理案例做过分析说明口。本文针对该方法处理某一站场地基的工程案例，对比不同处理方法下地基的沉降和孔隙水压力变化特征，提出了增压式真空预压的加固机理。
常规真空预压的加固机理及不良特性
真空联合堆载法是采用真空泵抽气，使真空膜下的土体与排水板形成大气压差，并在上部堆载过程中产生超孔隙水压力的作用下，地基中的自由水将在压力作用下加速排水，地基的孔隙水压力将不断降低，有效应力得到了不断增加，固结度不断加大。
从大量现场实践来看，在真空预压抽真空50～80d：首先由于塑料排水板的表层滤膜堵塞引起竖向排水系统的渗透性大大降低，从而导致排水板通水能力减弱；其次，横向排水通道表面长期浸泡在含水层中，也极易被周围细颗粒堵塞，从而使横向排水系统的排水性能有所减弱；再次，由于软基在处理过程中发生大变形，将引起由硬质材料构成的横向排水系统的主、支滤管变形，进一步影响排水管路系统的整体排水性能；最后，常规式真空预压的真空度（负压）通过真空泵一主管一滤管上小孔一密封膜下塑料排水板的流程进行传递，这种开放式系统将造成真空预压处理效果大大降低。
增压式真空预压是在常规塑料排水板问设置通长的增压管，待真空预压固结度达40%后，增压管开始工作，即土体中心增加了正气压（约为4kg压力），加大了土体中心与排水板的压力差。
增压式真空预压是将防淤堵排水板与真空管连接（同常规方式），保证泥砂粒不进入排水板：真空度将传递至防淤堵排水板内部，自由水在压力差的作用下流至排水板中；增压管工作时，加大了排水板膜内与地基土的压力差，自由水在压力作用下产生定向流动，软基将快速固结，能在有限工期内大幅度提高固结度，增加了加固期地基的沉降量，从而减少其工后沉降。同时，采用钢丝软管、手形接头会将整个排水系统组成一个密封系统，确保膜下土体的真空度。
增压式真空预压加固地基的原理一方面是发挥常规真空预压的加固作用，即在土体的总应力不变的条件下有效应力不断提高，孔隙水压力逐渐降低；另一方面，设置了增压管后，等于增加了增压段土体与膜下土体水头的大小，挤迫土中自由水快速进入塑料排水板，等效于加速了膜下土体的固结过程。 虽然增压系统的存在会抵消增压管范围内部分真空度，但增压过程不仅能增大膜内外压力差，且对排水板上的细颗粒产生强迫冲刷作用，能大大提高其排水效果；增压管产生的气体，会在上部自重及附加应力的作用下，沿塑料排水板迅速排出。
1）增压式真空预压加固地基的机理为：一方面真空预压在发挥加固作用；另一方面，设置了增压管后，增加了排水板与膜下土体的水头大小，挤迫土中自由水进入塑料排水板，从而进一步加速了膜下土体的固结过程。
2）增压式真空预压明显能增加预压期的沉降量，从而减小软土站场路基的工后沉降量。
3）增压管的设置加大预压期的沉降量主要发生在增压管影响范围内；对于软基厚度大、后期荷载高的工程拟采用增压式真空预压时，在施工条件允许的情况下尽可能加大增压管的长度。
4）无论从预压期的沉降对比分析，还是孔隙水压力的消散效果来看，增压真空预压排水板的间距宜采用1.0m。
来源：广州市盛洲地基基础工程有限公司
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