水下真空预压加固软土地基施工方法研究

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摘要：随着沿海滩涂的开发和港口建设向深水发展，水下真空预压加固软土地基技术在水下开挖工程、高桩码头的岸坡处理工程和防波堤工程等领域有着广阔的应用前景和适用性。本文对水下真空预压加固软土地基施工方法进行了探讨。

关键词：水下真空预压；软土地基；施工方法

1引言

目前，真空预压法加固软土地基技术已广泛应用于港口、公路、水利工程等领域，取得了巨大的经济效益和社会效益。但将该项技术拓展于水下软基的技术研究及应用却一直未能实现，其主要原因是水下真空预压加固机理尚不甚清楚以及水下施工工艺存在诸多难题。笔者借鉴国内外研究经验找出水下真空预压技术的加固机理，并初步给出了一套适合水下真空预压施工的施工工艺。

2水下真空预压加固机理

水下真空预压实质上仍属于排水固结法。排水固结法的机理是设置排水系统，改善排水边界条件，缩短排水路径，加速排水，在加压系统作用下，孔隙水排出，孔隙水压力降低并转化为有效应力的增加，土体固结，消除大部分沉降而提高密实度和强度，而且卸除荷载后，虽会产生回弹，但大部分压缩变形为不可逆的塑性变形，土体相对于加固前处于超压密状态，从而可有效地提高地基承载力和减少沉降量。在水下真空预压过程中，土体中的孔隙水压力与排水通道包括砂垫层和塑料排水板中的孔隙水压力存在压力差，正是在该压力差的作用下，土体中的水得以排出，孔隙水压力降低并转化为有效应力的增加，从而使得土体得以固结。

水下真空预压法是真空预压法在水下的应用，表面上看，它与真空联合堆载预压法相似，其实两者有着本质的区别，真空联合堆载预压法加固前后土体内的总应力发生了变化，它既增加了外荷总应力，又降低了原孔隙水压力中的大气压力，从而使土体排水固结，而水下真空预压法加固前后土体内的总应力没有发生变化，它是靠降低原孔隙水压力中由上覆水压力和大气压力组成的初始孔隙水压力使土体排水固结的。从这一点看，水下真空预压的加固机理同陆上真空预压的加固机理相似，只是真空预压法是在总压力不变的情况下，只降低原孔隙水压力中的大气压力。

凡是能形成负压边界条件的软粘土地基就可以用水下真空预压法来加固，目前的抽真空设备在水深的条件下可以在膜下砂垫层中形成明显的负压边界，加固效果显著。该方法可用于码头岸坡、防波堤和围捻等地基的加固工程，尤其是在解决用堆载预压等方法很难解决的码头岸坡稳定问题，其技术优势和经济效益更为显著。

3水下真空预压施工工艺

水下真空预压的施工工艺同陆上相比要复杂得多，这也是水下真空预压技术的研究进展缓慢的主要原因，我们通过长时间的研究和摸索，找出了一些水下真空预压施工的可行的方法。水下真空预压的施工工序和陆上真空预压相似，主要为铺砂垫层，打设塑料排水板、铺设滤管、铺膜、连接真空泵、抽真空。只是在水下真空预压的施工过程中，各施工工序有时是穿插进行的，具体施工程序如下：

 

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