(完整版)軟基處理方案真空預(yù)壓施工工藝真空預(yù)壓法處理軟土地基，核心在于“先排水、再加壓、后固結(jié)”三步閉環(huán)。把孔隙水抽出來，把土顆粒壓密，把強度提上去，全過程靠一張密封膜、一套真空管網(wǎng)、一層水平排水砂墊層、一排垂直排水通道共同完成。下面把現(xiàn)場從測量放線到真空度衰減監(jiān)測的每一道工序拆開寫，給出參數(shù)、給出計算、給出易錯點，可直接落地。一、前期勘察與試驗1.1鉆孔取原狀土，每1.5m取一組，做含水率、密度、直剪固結(jié)、滲透、有機質(zhì)、PH、易溶鹽。若十字板強度Su＜25kPa或含水率w＞液限1.2倍，判定為“極軟”，必須真空預(yù)壓。1.2現(xiàn)場抽水試驗：在擬處理區(qū)中心打一口φ200mm試驗井，降深5m，觀測72h，得平均滲透系數(shù)kv＝2.3×10??m/s，作為后期真空泵選型依據(jù)。1.3試驗段：選20m×30m矩形區(qū)，打設(shè)間距1.0m的PVD，膜下真空度維持80kPa，連續(xù)抽氣60d，實測沉降580mm，推算最終沉降680mm，固結(jié)度85%，反算Cv＝5.8×10?3cm2/s，作為大面積施工控制指標(biāo)。二、材料與設(shè)備2.1密封膜：三層共擠PE+EVA，厚度0.12mm，拉伸強度≥26MPa，斷裂伸長率≥550%，滲透系數(shù)≤1×10?13m/s，幅寬6m，熱熔焊縫強度≥母材80%。2.2PVD（塑料排水板）：寬度100mm，厚度4mm，縱向通水量≥55cm3/s（側(cè)壓150kPa），濾膜等效孔徑O95≤75μm，抗拉強度≥1.5kN/10cm。2.3真空泵：水環(huán)式，額定抽速4.2m3/min，極限真空?0.097MPa，功率15kW，配汽水分離罐、止回閥、真空表。每800m2布一臺，另配10%備用。2.4主管：φ75mmUPVC，壁厚2.3mm，環(huán)剛度≥8kN/m2；支管φ32mm，打孔率12%，外包200g/m2無紡布反濾。2.5砂墊層：中粗砂，含泥量＜3%，滲透系數(shù)≥5×10?3m/s，厚度一律50cm，分兩層鋪，每層25cm，用12t光輪振碾4遍，干密度≥1.65g/cm3。三、施工流程3.1場地整平：推土機整平至+0.3m設(shè)計標(biāo)高，坡度1%向四周排水溝，高差≤10cm。3.2鋪設(shè)第一層砂墊層25cm，灑水至最優(yōu)含水率8%，振碾后測壓實度≥0.90。3.3測量放線：用全站儀放出每根PVD點位，縱橫間距1.0m，呈梅花形，邊界外擴1.5m作為打設(shè)外包線。3.4插板機就位：選用履帶式靜壓插板機，接地比壓≤35kPa，確保在已鋪砂面行走不下陷；導(dǎo)管直徑128mm，端部帶可拆卸活動靴。3.5打設(shè)PVD：a.導(dǎo)管垂直度≤1.5%，深度按設(shè)計+0.5m超深，確保穿透最厚軟層進入下臥硬殼≥0.3m；b.回帶量＜0.5m，否則補打；c.板上拔速率≤0.8m/s，防止縮頸；d.每根板頂部預(yù)留30cm彎入砂墊層，用土工布包裹防止砂倒灌。3.6埋設(shè)真空支管：在砂墊層頂面開槽深15cm，寬20cm，人工鋪φ32mm支管，槽底墊5cm砂，管頂再覆10cm砂，確保支管與PVD不直接接觸，避免“短路”。3.7鋪設(shè)第二層砂墊層25cm，振碾后高程誤差±1cm。3.8安裝主管與出膜裝置：主管沿場地長邊中軸線布置，每30m設(shè)一道φ75mm三通，三通上接φ50mm鋼絲軟管穿出膜面，軟管末端配快插接頭及真空表。3.9挖密封溝：在邊界外0.5m處挖梯形溝，底寬0.6m，深1.2m，坡1:0.5，溝底鋪粘土厚30cm，人工夯實，滲透系數(shù)≤1×10??m/s。3.10鋪膜：a.選無風(fēng)天氣，6m幅寬順坡鋪設(shè)，搭接寬度1.0m；b.雙軌熱熔焊，溫度420℃，速度1.8m/min，焊縫寬15mm，每條焊縫均做0.2MPa氣壓檢測，5min壓降＜5%為合格；c.膜邊界埋入密封溝底，回填粘土分層夯實，每層20cm，壓實度≥0.93，確保水氣不沿膜邊竄漏。3.11安裝真空泵：泵位設(shè)在密封溝外2m，泵入口與出膜鋼絲軟管之間加汽水分離罐，罐底設(shè)自動排水閥，防止水進入泵體。3.12試抽真空：a.先單泵試抽，關(guān)閉所有支管閥門，30min內(nèi)膜下真空度升至?65kPa，檢查膜面是否塌陷、焊縫是否漏氣；b.發(fā)現(xiàn)漏氣用PE補丁熱熔修補，補丁四角圓弧過渡，半徑≥5cm；c.全部泵開啟，72h內(nèi)膜下真空度穩(wěn)定≥80kPa，視為系統(tǒng)密封合格，進入正式預(yù)壓。3.13正式預(yù)壓：a.真空度控制：膜下真空度維持80±5kPa，泵啟停差壓設(shè)定?75kPa啟泵、?85kPa停泵；b.沉降觀測：在場地中心、四角、長邊中點布沉降板，每24h讀一次，讀數(shù)精確到0.1mm；c.孔隙水壓力：每500m2布一只孔壓計，埋深按軟土層厚度1/2、2/3、底部三點，自動采集頻率1次/h；d.側(cè)向位移：在坡腳外1m設(shè)測斜管，孔深穿透軟層，每0.5m讀數(shù)，初期每天一次，后期每周一次；e.真空度衰減：每10d停泵1h，觀測膜下真空度自然衰減曲線，若30min內(nèi)降幅＞5kPa，說明系統(tǒng)漏氣，立即查漏補焊。3.14預(yù)壓時間：按試驗段推算，當(dāng)連續(xù)7d平均沉降速率＜0.5mm/d，且孔壓消散度≥90%，可判定固結(jié)基本滿足設(shè)計要求。本工程軟土厚12m，Cv＝5.8×10?3cm2/s，按Terzaghi一維固結(jié)理論計算，達到90%固結(jié)需85d，考慮邊界效應(yīng)取1.2安全系數(shù)，實際預(yù)壓102d。3.15卸載與檢測：a.停泵后保持膜密封24h，讓真空緩慢消散，防止負壓驟降引起回彈；b.揭膜后鉆探取土，做十字板強度，要求Su≥50kPa，比天然強度提高一倍；c.靜載試驗：鋪50cm砂墊層，用1.5m×1.5m鋼板，分級加載至150kPa，沉降＜15mm，且24h內(nèi)沉降速率＜0.1mm/h，判定承載力≥120kPa，滿足道路路基要求。四、關(guān)鍵計算示例4.1沉降計算：軟土厚H＝12m，初始孔隙比e?＝1.85，壓縮指數(shù)Cc＝0.68，回彈指數(shù)Cs＝0.08，有效上覆壓力σ'z0＝γ'·H/2＝8kN/m3×6m＝48kPa，真空附加Δσ'＝80kPa，則最終沉降S＝Cc·H/(1+e?)·log[(σ'z0+Δσ')/σ'z0]＝0.68×12/(1+1.85)·log(128/48)＝0.68×12/2.85×0.426＝1.22m實測沉降1.10m，計算與實測誤差9.8%，在允許±15%以內(nèi)。4.2泵數(shù)量：處理面積A＝120m×80m＝9600m2，單泵控制800m2，需12臺，備用2臺，共14臺。4.3膜下真空度損失：沿程損失ΔP＝λ·(L/d)·ρ·v2/2，λ＝0.025，L＝60m，d＝0.075m，ρ＝1.2kg/m3，v＝Q/(πd2/4)＝(4.2/60)/(π×0.0752/4)＝15.9m/s，ΔP＝0.025×(60/0.075)×1.2×15.92/2＝3.0kPa，遠小于5kPa，故主管管徑滿足要求。五、質(zhì)量控制要點5.1PVD間距允許偏差±50mm，垂直度1.5%，回帶量＞0.5m必須補打，補打板與原板錯位0.3m。5.2膜焊縫100%氣壓檢測，現(xiàn)場隨機取2%做條帶拉伸，強度≥母材80%。5.3真空泵運行記錄：每班記錄真空度、電流、電壓、泵溫，電流波動＞10%立即停機檢查。5.4砂墊層壓實度每500m2一組，采用環(huán)刀法，干密度≥1.65g/cm3，不合格區(qū)域補碾再測。5.5孔壓計埋設(shè)后做初始讀數(shù)校驗，用氣壓法施加20kPa，讀數(shù)變化＜1kPa為合格。六、常見問題與對策6.1膜下真空度遲遲達不到80kPa：原因多為密封溝回填不密實或膜被刺破；采用肥皂水巡檢，發(fā)現(xiàn)氣泡立即補焊，溝邊再注粘土漿。6.2沉降不均勻：多因PVD打設(shè)深度不足或砂墊層厚度不均；采用地質(zhì)雷達復(fù)測砂墊層厚度，局部補砂；對沉降小的區(qū)域補打加密PVD至0.8m。6.3泵體發(fā)熱跳閘：多為汽水分離罐排水閥堵塞，罐內(nèi)積水淹沒泵入口；每班手動排水一次，并加裝自動浮球閥。6.4冬季膜面結(jié)露：膜內(nèi)外溫差大，水汽凝結(jié)成水滴壓膜；在膜面鋪設(shè)一層無紡布吸濕，并加密支管，減少膜面塌陷。七、安全與環(huán)保7.1真空泵設(shè)隔音棚，噪聲控制在75dB以下，夜間停止高噪作業(yè)。7.2密封溝回填粘土就近取用，嚴(yán)禁外運棄土，減少車輛揚塵。7.3膜材料邊角料集中回收，交由有資質(zhì)單位再生造粒，禁止現(xiàn)場焚燒。7.4雨季施工在四周設(shè)截水溝，防止雨水灌入膜下造成真空失效。八、經(jīng)濟性對比與堆載預(yù)壓相比，真空預(yù)壓無需堆土，節(jié)省借土30萬m3，減少運輸碳排放約260t；工期縮短30d，機械臺班費節(jié)省約180萬元；但膜與泵一次性投入增加120萬元，綜合造價仍降低8%，且無堆載卸載工序，現(xiàn)場文明施工大幅提升。九、驗收表格（摘錄）|序號|檢查項目|允許偏差|檢查方法|檢查頻率|結(jié)果記錄||----|------------------|----------|--------------------|------------|----------||1|PVD間距|±50mm|鋼尺量|每根|||2|膜下真空度|≥80kPa|真空表|連續(xù)自動|||3|沉降速率|＜0.5mm/d|水準(zhǔn)儀|每天|||4|十字板強度|≥50kPa|現(xiàn)場十字板