水下真空預壓加固軟土地基施工方法研究

摘要：隨著沿海灘涂的開發(fā)和港口建設向深水發(fā)展，水下真空預壓加固軟土地基技術在水下開挖工程、高樁碼頭的岸坡處理工程和防波堤工程等領域有著廣闊的應用前景和適用性。本文對水下真空預壓加固軟土地基施工方法進行了探討。

關鍵詞：水下真空預壓；軟土地基；施工方法

1引言

目前，真空預壓法加固軟土地基技術已廣泛應用于港口、公路、水利工程等領域，取得了巨大的經濟效益和社會效益。但將該項技術拓展于水下軟基的技術研究及應用卻一直未能實現(xiàn)，其主要原因是水下真空預壓加固機理尚不甚清楚以及水下施工工藝存在諸多難題。筆者借鑒國內外研究經驗找出水下真空預壓技術的加固機理，并初步給出了一套適合水下真空預壓施工的施工工藝。

2水下真空預壓加固機理

水下真空預壓實質上仍屬于排水固結法。排水固結法的機理是設置排水系統(tǒng)，改善排水邊界條件，縮短排水路徑，加速排水，在加壓系統(tǒng)作用下，孔隙水排出，孔隙水壓力降低并轉化為有效應力的增加，土體固結，消除大部分沉降而提高密實度和強度，而且卸除荷載后，雖會產生回彈，但大部分壓縮變形為不可逆的塑性變形，土體相對于加固前處于超壓密狀態(tài)，從而可有效地提高地基承載力和減少沉降量。在水下真空預壓過程中，土體中的孔隙水壓力與排水通道包括砂墊層和塑料排水板中的孔隙水壓力存在壓力差，正是在該壓力差的作用下，土體中的水得以排出，孔隙水壓力降低并轉化為有效應力的增加，從而使得土體得以固結。

水下真空預壓法是真空預壓法在水下的應用，表面上看，它與真空聯(lián)合堆載預壓法相似，其實兩者有著本質的區(qū)別，真空聯(lián)合堆載預壓法加固前后土體內的總應力發(fā)生了變化，它既增加了外荷總應力，又降低了原孔隙水壓力中的大氣壓力，從而使土體排水固結，而水下真空預壓法加固前后土體內的總應力沒有發(fā)生變化，它是靠降低原孔隙水壓力中由上覆水壓力和大氣壓力組成的初始孔隙水壓力使土體排水固結的。從這一點看，水下真空預壓的加固機理同陸上真空預壓的加固機理相似，只是真空預壓法是在總壓力不變的情況下，只降低原孔隙水壓力中的大氣壓力。

凡是能形成負壓邊界條件的軟粘土地基就可以用水下真空預壓法來加固，目前的抽真空設備在水深的條件下可以在膜下砂墊層中形成明顯的負壓邊界，加固效果顯著。該方法可用于碼頭岸坡、防波堤和圍捻等地基的加固工程，尤其是在解決用堆載預壓等方法很難解決的碼頭岸坡穩(wěn)定問題，其技術優(yōu)勢和經濟效益更為顯著。

3水下真空預壓施工工藝

水下真空預壓的施工工藝同陸上相比要復雜得多，這也是水下真空預壓技術的研究進展緩慢的主要原因，我們通過長時間的研究和摸索，找出了一些水下真空預壓施工的可行的方法。水下真空預壓的施工工序和陸上真空預壓相似，主要為鋪砂墊層，打設塑料排水板、鋪設濾管、鋪膜、連接真空泵、抽真空。只是在水下真空預壓的施工過程中，各施工工序有時是穿插進行的，具體施工程序如下：

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