真空联合堆载预压法施工的关键技术及工艺

真空联合堆载预压法施工的关键技术及工艺

黎贤新

中交第三航务工程局有限公司

摘要：随着城市化进程的不断加速，建设项目的规模性和复杂性也在不断增长。地基处理作为项目建设的关键环节，其质量直接关系到整个项目的安全性和稳定性。真空联合堆载预压法作为一种先进的地基处理方法，在国内外得到了广泛应用。真空联合堆载预压法是一种有效地防止地基基础沉降和降低变形、提高承载力及稳定性的技术手段。在施工过程中，为了减小或避免由于结构荷载引起地基土体产生开裂，常采用堆场静作用筒进行加固。而对于不同性质和尺寸等级以及高度不同的条件下（如地震区）建议中文前使用中文符号可以采取适当增加预压设备。本文将详细探讨真空联合堆载预压法施工的关键技术及工艺，以期为相关工程提供参考和借鉴。

关键词：真空联合堆载预压法；施工关键技术；工艺分析

一、引言

真空联合堆载预压技术，是一种利用压力容器（主要包括真空系统）的重力场来进行卸货操作的方法。该工艺具有结构简单、效率高且成本低廉等特点。它能够有效地解决运输难问题，使施工工期和工程造价大幅缩短；同时还可以提高生产率以及降低能耗。而且在一定程度上促进了我国建筑行业发展水平及综合实力得到提升，随着科技的不断进步，地基处理技术也在不断发展。未来，真空联合堆载预压法将朝着高效、环保、智能化的方向发展。同时，新的技术手段和方法也将不断涌现，为地基处理技术的发展注入新的活力。因此，应加强新技术和新方法的研究和应用，不断提高处理效果和施工水平。

二、真空联合堆载预压法的基本原理和优势

真空联合堆载预压法施工是通过机械设备将所需的地基进行压力加载，使其在一定范围内达到平衡状态，从而有效地避免地基承载力不足和软土地基不均匀沉降等问题。该方法主要利用的是一种双包层结构中双侧预拉应力体系。这种结构由水平摩擦型钢丝绳制成并焊接成框架形式而构成的单层单排堆载系统具有较高抗压能力及施工简单、成本低、工期短以及造价低廉的优点，在真空预压法施工期间，为避免堆载过程中的压力过大，需要将其有效释放。该方法是以水泥和钢材作为主要承载材料。采用双侧机械式交变荷重系统对堆施加外载荷（即单箱试验负荷）进行预加压并计算出极限加载次数；根据实际工程经验确定极限状态下的最大应力值、屈服强度等参数来判断施工质量是否满足要求；同时利用平衡锤，使压力容器在一定时间内保持恒定。同时，通过堆载作用，进一步增加地基的稳定性和承载能力。首先，在堆载初期，由于载荷较小，可以通过增加钢筒直径或采用单列向心结构来提高其抗拉强度。这种方法是为了减少预应力施加所造成的损失。同时也降低了施工过程中对地基稳定性和承载能力等产生的不利影响。其次，由于堆载预压法具有可操作性强以及工期短等特点。所以其最大程度上避免了因场地条件限制而导致产生的不均匀沉降现象，并且有效地解决了由基底土体松弛造成软土地基或软弱粘结的粉质出现下沉问题的困扰，保证施工安全。

三、真空联合堆载预压法施工的优势

（1）提高加荷速率：由于堆载预压法具有可连续化施工资源，周期较小，且在整个工程中，可以充分利用场地空间等优势来加快作业效率。同时也能有效避免因设备不足导致停工待料或返工现象发生而带来的延误和窝工事故及安全隐患问题等的出现；并且施工工艺简单易行、机械化程度高以及缩短工期。

（2）拓宽适用范围：真空联合堆载预压法适用于能在加固区形成稳定负压边界条件的软土地基。对于一些传统方法难以处理的软土地基，如淤泥质土、淤泥土、素填土、吹填土和冲填土等，该方法同样能够取得良好的处理效果。

（3）减少工后沉降：由于该方法能够提高地基的承载能力和稳定性，从而有效减少工后沉降，降低因不均匀沉降导致建筑物开裂的风险。 该方法无需外加荷载直接对地基进行沉降处理（如：加筋或减密等措施可减少部分混凝土受冻液化影响而出现质量问题）并能保证公路施工过程中路基填筑工作量小且均匀、平整和连续，从而降低工程成本及提高效率。

（4）节约成本：真空预压法可以有效地降低堆载过程中产生倾覆力或破坏相邻地基土体结构而造成破坏；同时在一定程度上减少了二次搬运过程中对周围环境所带来的影响。与传统的堆载预压法相比，真空联合堆载预压法能够节省大量的堆载材料，降低施工成本且该方法成本低廉易得到环保节能，操作简单方便等优势十分显著[1]。

四、真空联合堆载预压法施工的关键技术及工艺应用分析

（1）真空预压法是一种比较先进的堆载预压技术，它采用真空辅助压力容器，以一定比例将具有一定载荷并使其产生足够高的压缩力来实现对地基基础及倾斜层上部结构形成可靠控制。这种方法最大特点在于能够有效地解决由基底直接承受水平荷和土体施加到地面下造成变形而引起承载能力下降、桩身断裂等问题。其基本原理是利用真空吸力和堆载作用，排除软土中的孔隙水，使其固结，从而提高地基的承载能力和稳定性。在施工前，需对地质条件、工程目标和设备选择进行评估和准备。地质条件包括地基土的物理性质、含水量、压缩性、渗透性等，以便确定处理方案和设计参数。工程目标则是确定地基处理后应达到的性能指标，如承载能力、沉降量等。设备选择包括真空泵、堆载材料、排水系统等，应结合工程需求和处理效果进行选择

[2]。

（2）真空压力形成过程中的关键技术在真空压力形成过程中，关键技术包括抽真空系统设计和堆载布置及荷载分布。抽真空系统设计涉及真空泵的选择、管道布局、密封处理等，需确保系统稳定运行并达到预期的真空度。堆载布置及荷载分布需根据地基土的性质和处理要求进行优化设计，以实现均匀分布和有效加荷。施工过程中，关键步骤包括地基处理、加荷速度控制和监测指标。地基处理应根据地质勘察结果，确定合理的处理范围和深度。加荷速度控制关系到地基固结速度和质量，需根据实际情况进行调整。监测指标包括孔隙水压力、地面沉降等，应及时记录和分析数据，以便及时发现和处理问题。在进行堆载预压时，由于施工场地的情况复杂，要对施工地区周围环境和地质条件进行充分考察。 根据现场实际状况选择合适种类的机械设备型号。同时做好相关记录工作、图纸会审等准备工作。在施工过程中还要注意材料运输车辆是否安全驶入指定地点或尽量避免驶离危险区域范围内。

（3）辅助材料与设备选择对真空联合堆载预压法的处理效果具有重要影响。合适的排水材料能够提高排水效率，加速地基固结。同时，设备的性能和稳定性也会影响施工效果。针对不同情况，可采取多种优化方案，如选用高效能的真空泵和加荷系统，使用透水性好的排水材料等。由于静电压力和动载荷作用下形成了一定大小、不同方向的力矩。因此为了防止静电场荷载效应引起设备损坏或造成二次破坏等事故出现必须严格控制其变化范围；在施工场地内应设置适当数量足够强度并能承受较大负压能力的预应力钢管支撑体系来保证堆场承载能力。要保证箱体稳定性与安全运行等。确保设备安装牢固可靠是基础设计及验收工作的重要任务之一，同时还要考虑到风荷载作用下箱体内压变化范围小。所以在施工过程中必须严格控制堆载系统内压力波动幅度大这一问题，使其保持稳定状态。安全管理则涉及施工设备的维护和安全操作、作业人员的安全培训等方面，实践方法包括制定安全操作规程、定期进行设备检查和维护等。

五、总结

本文对真空联合堆载预压法施工的关键技术应用进行了全面分析。掌握并运用好这些技术是取得良好处理效果的关键。在实际应用中，应注重技术创新和规范化操作，不断提高处理效果和施工水平。同时，加强相关研究和探索，为推动真空联合堆载预压法的进一步发展作出贡献。

参考文献：

[1]曾芳金,王碧,符洪涛,等.不同超载比真空联合堆载预压处理吹填土效果及对周围环境的影响[J].科学技术与工程, 2020, 20(13):7.

[2]张晓艳,杨博阁.真空联合堆载预压关键施工技术总结[J].建筑工程技术与设计,2020:5007-5008.