XXX 码头后方料场工程真空预压地基处理分析
董艳平
中交四航院广州南华工程管理有限公司 510230
摘要：本文通过在XXX 码头后方料场工程软基处理后加固效果的分析、比较，来讨论在XXX 码头后方料场工程软基处理方案时应注意的问题。
关键词：真空预压，软基处理，经济性，效果分析
Abstract: In this paper, through comparative analysis, the reinforcement effect of material engineering of soft ground treatment in XXX wharf after the discussion should pay attention to the material field engineering soft foundation treatment scheme in the XXX terminal rear problem. Keywords: vacuum preloading, soft foundation treatment, economy, effect analysis
1 工程概况
XXX 码头后方料场工程软基处理，料场场地宽度为462米，长度为622.33米，采用真空预压进行地基处理，处理面积约28.75万m 2。
2 膜下真空度分析
膜下真空度⑤-1区和⑤-2区均未达到80kPa ，⑤-3区和⑤-4区自五月下旬能到达80kPa ，但受各种因素（如停电、真空膜被刺破等）影响会较大幅度变化。
⑤区膜下真空度曲线见图2.1（a ～d ）：
（a ）⑤-1区膜下真空度变化曲线图
0 20 40 60
80 100 0
20
40
60
80 时间（天）
真 空 度（kPa ） ⑤-1区膜下真空度
（b ） ⑤-2区膜下真空度变化曲线图
（c ） ⑤-3区膜下真空度变化曲线图
（d ） ⑤-4区膜下真空度变化曲线图
图2.1 膜下真空度曲线
3 表层沉降分析
本次监测中间报告因监测时间较短，真空预压时间为80天左右。
表层沉降与膜下真空度具有良好的相关性，真空度变化时，表层沉降也随
20 40 60 80 100 0
20
40
60
80 时间（天）
真 空 度
（kPa ） ⑤-2区膜下真空度 0 20 40 60 80 100 0
20
40 60 80
100
时间（天）
真 空 度（kPa ⑤-3区膜下真空度
0 20 40 60 80 100 0
20
40 60 80
100
时间（天）
真 空 度 （kPa ） ⑤-4区膜下真空度
之变化，变化趋势相同。
⑤区表层沉降曲线见图2.2（a ～d ）：
（a ）⑤-1区表层沉降-时间变化曲线图
（b ）⑤-2区表层沉降-时间变化曲线图
（c ）⑤-3区表层沉降-时间变化曲线图
真空度
-600 -500 -400 -300 -200 -100 0 100 200 0 10
20
30
40
50
60
70
时间（天）
沉降
真 空 度
-500 -400 -300 -200 -100 0 100 200 0
10
20
30
40
50
60
70
时间（天）
沉降
真 空 度
-700 -600 -500 -400 -300 -200 -100 0 100
200 0 20 40 60 80 100
时间（天）
沉降（mm ）
板1
沉降（mm ）
沉降（mm ）
沉降
（d ）⑤-4区表层沉降-时间变化曲线图
图2.2 表层沉降-时间曲线
4 分层沉降分析
土体分层沉降是在加固区内钻一深孔，在孔内土体的不同深度埋设测量磁环。
在加固过程中，土体发生压缩沉降，磁环也随着一起下降，通过在不同的时间去测量，就可得到不同深度的土层在加固过程中的沉降过程曲线，从中了解各土层的压缩情况，可以判断加固达到的有效深度及各个深度土层的固结程度，为计算沉降的研究及设计提供验证的材料。
利用分层沉降监测结果可推算最终沉降量和计算固结度。
本次监测中间报告因真空预压时间较短，真空预压时间为80天左右。
分层沉降与膜下真空度具有良好的相关性，真空度变化时，分层沉降也随之变化，变化趋势相同。
⑤区分层沉降曲线见图2.3：
图2.3分层沉降变化曲线图
真 空 度
-800 -700 -600 -500 -400 -300 -200 -100 0 100
200 0 20 40 60 80 100
时间（天）
沉降（mm ）
板4
真
空
度 -600
-500 -400 -300 -200 -100 0 100 0 20 40 60 80
时间（天）
分 层 沉 降 磁环1 磁环2 磁环3 磁环4 磁环5 磁环6
真空度
沉降
5 孔隙水压力分析
真空预压软基处理过程中砂垫层中形成的真空度，通过垂直排水通道逐渐向下延伸，同时真空度又由垂直排水通道向其四周的土体传递与扩展，引起土中孔隙水压力降低，形成负的超静孔隙水压力。
所谓负的是指形成的孔隙水压力小于原大气状态下的孔隙水压力，从而使土体空隙中的气和水由土体向垂直排水通道的渗流，最后由垂直排水通道汇至地砂垫层中被泵抽出。
在堆载排水预压法中，虽然也是土中孔隙的水向垂直排水通道中汇集，然而二者引起土中的的水发生渗流的原因却有本质的不同。
真空排水预压法是在不施加外荷的前提下，以降低垂直排水通道的孔隙水压力，使之小于土中原有的孔隙水压力，形成渗流所需的的水力梯度；而堆载排水预压法却是通过施加外荷载，增加总应力，增加软土中孔隙水压力，并使之超过垂直排水通道中的孔隙水压力，使土中的水向垂直排水通道中汇流。
从太沙基的有效应力原理来看，真空排水预压法加固的整个过程是在总应力没有增加的情况下发生的，加固中降低的孔隙水压力就等于增加的有效应力。
⑤区孔隙水压力监测数据分析及评价：
1）孔隙水压力与膜下真空度具有良好的相关性，真空度变化时，孔隙水压力也随之变化，变化趋势相同。
2）真空预压过程中，孔隙水压力不断降低，反映出有效应力的增长，有效影响深度大概为12m 左右。
⑤区孔隙水压力曲线见图2.4：
图2.4 孔隙水压力变化曲线图
真 空 度
-80
-60 -40 -20 0 20 40 60 80 100 0 20 40 60 80
时间（天）
孔 隙 水 压 力
K5-1 K5-2 K5-3 K5-4
K5-5
6 深层水平位移分析
大量的工程实践数据已经表明，真空预压后土体主要发生指向土体内测的侧向位移，而且最大位移发生在地表处。
随着土体的深度增加侧向位移逐渐减小。
这种向内的水平位移正式真空预压区别于其他排水固结法加固软基的特性。
而堆载预压后的土体与前者相反，发生指向土体外侧的位移，同样是最大位移发生在地表处，随着土体深度的增加侧向位移逐渐减小。
⑤区深层水平位移监测数据分析及评价：
深层水平位移测斜7和测斜8水平位移较大，主要受到①区堆载预压的影响，两种地基处理方式在此区域变化方向一致。
⑤区深层水平位移曲线见图2.5：
7 真空预压与堆载预压地基处理效果
结合XXX 码头后方陆域的真空预压的期间监测数据，对真空预压效果进行了分析，通过现场观测的真空度情况、地面表层沉降、分层沉降、孔隙水压力、深层水平位移等数据分析。
不同的地基处理方法适用于不同的工程情况。
在XXX 码头后方陆域地基处理施工项目工程建设的实践中，应用真空预压这种地基处
图2.5 深层水平位移～深度曲线
0.0 2.0
4.0 6.0
8.0
10.0
12.0 14.0
16.0 18.0 20.0
-100 0 100
200 300
深层水平位移（mm ） 深度（m ） 2010.08.08
2010.07.12 2010.06.15 2010.05.12
理手段，并取得了成功，这对后续工程和其他类似建设项目都具有较大的借鉴和参考意义。
参考文献：
[1] 陈小丹, 李建平, 赵维炳. 真空预压有限元方法研究. 河海大学学报(自然科学版) , 2005
[2]袁广龙，真空预压法加固软土地基的工程实践，2003
[3]于志强,朱耀庭,喻志发，真空预压法加固软土地基的影响区分析，2001
[4]李耀刚,刘德林，真空预压法在软基处理中的应用研究，2000
[5]郑各椿，真空预压法在吹填土软基工程中的应用，2005。