淤泥无砂法真空预压处理技术研究

淤泥无砂法真空预压处理技术研究

赵昊                             孙巍

（中国建筑土木建设有限公司）   江运港   江苏海州湾发展集团有限公司

【摘要】在传统的地基处理方法中，砂桩预压是一种常见的方式，它通过在软土中打入砂桩，再利用预压荷载加速地基的排水固结。然而，这种方法需要大量的砂料，不仅成本较高，而且在砂料开采、运输和使用过程中容易造成环境污染。相比之下，淤泥无砂法真空预压处理技术则完全摒弃了砂料的使用，从而显著降低了工程成本，并减少了对环境的影响。本文结合连云港西连岛护岸吹填地基处理工程现场对淤泥无砂法真空预压处理技术展开研究。

【关键词】淤泥处理；无砂法；真空预压；地基加固；环境保护

一、引言

随着城市化进程的加快，土地资源的日益紧缺，填海造陆淤泥处理成为土木工程中一个亟待解决的问题。传统的砂桩预压法虽然在地基处理中取得一定的效果，但其砂料消耗大、成本高且易产生环境污染。因此，寻找一种既经济又环保的淤泥处理方法成为当前研究的热点。淤泥无砂法真空预压处理技术作为一种新型的地基处理方法，以其独特的工艺和显著的效果受到了广泛关注。

二、项目工程概况

连云港市连岛中心渔港建设项目位于连云港连云区西连岛村，海、陆、空运输便利，以东西连岛做屏障，西大堤为掩护，是一个优良的避风港湾。

南侧为连岛西大堤及西大堤填海造地区，吹填泥面顶标高4.10m,吹填A区面积20660平方米、B区面积18720平方米、C区面积24720平方米；后方陆域地基处理面积66823平方米。工程采用真空预压的深层处理方式，经地基处理后的建设地面承载力特征值要求不小于70KPa。

它通过铺设水平排水砂垫层和设置在软基中的竖向排水体，再在砂垫层上铺设不透气的薄膜封闭装置，借助于埋设在砂垫层内的管道，通过抽真空装置，使土体中形成负压，将土体孔隙中的孔隙水抽出，从而降低孔隙水压力，增加有效应力，使土体产生固结，减少后期沉降，提高地基承载能力。该法具有造价低、加固效果好、施工工艺成熟、适用于大面积地基处理的优势。

三、淤泥无砂法真空预压处理技术概述

淤泥无砂法真空预压处理技术，作为土木工程中一种创新的地基处理方法，近年来受到了广泛的关注与研究。该技术融合了真空预压和排水固结的原理，通过特殊的工艺手段，实现了在不使用砂料的情况下对淤泥进行有效处理的目标。淤泥无砂法真空预压处理技术的核心思想是通过在淤泥中设置排水通道，并利用真空泵产生的负压将淤泥中的水分抽出，这一过程中，淤泥中的孔隙水在负压作用下被迅速排出，从而加速了地基的固结过程，提高了地基的承载力和稳定性。同时，由于无需使用砂料，该技术还避免了砂料资源的浪费和环境污染问题。除了经济环保的优势外，淤泥无砂法真空预压处理技术还具有施工简便、工期短等特点。在实际工程中，该技术可以根据不同的地质条件和工程要求进行调整和优化，从而确保处理效果达到最佳。因此，淤泥无砂法真空预压处理技术在地基处理领域具有广阔的应用前景和推广价值。

四、淤泥无砂法真空预压处理技术的工艺流程与设备需求

（1）工艺流程

1）场地准备：首先对处理区域进行清理，移除表面的杂物和植被，确保场地平整。2）排水系统布设：在淤泥中按照一定间距（通常横向间距为0.5-1.0m，纵向间距为0.8-1.2m）布设排水管道，形成排水网络。排水管道一般采用塑料波纹管或PVC管，直径通常在50-100mm之间。3）真空系统安装：在排水系统上方铺设密封膜，确保密封性良好。然后在膜上安装真空泵和真空管路，将排水系统与真空系统连接起来。4）抽真空与预压：启动真空泵，开始抽真空。在抽真空过程中，通过真空表监测真空度的变化，确保真空度稳定在设计要求范围内（通常不低于-80kPa）。同时，对地基施加预压荷载（根据工程要求确定），加速地基的排水固结。5）卸载与检测：当地基达到设计要求的固结度后，停止抽真空和预压荷载，进行卸载。然后对处理后的地基进行检测，包括承载力测试、沉降观测等，确保处理效果符合设计要求。

（2）设备需求

实施淤泥无砂法真空预压处理技术所需的设备主要包括以下几类：

1）真空泵：用于产生负压，抽取淤泥中的水分。真空泵的功率和数量根据处理面积和深度确定，通常每台真空泵的处理面积在500-1000m²之间。2）排水管道：用于将淤泥中的水分排出。排水管道的材料、直径和间距根据工程要求确定，如上文所述。3）密封膜：用于覆盖在处理区域上方，保持真空度。密封膜一般采用聚乙烯（PE）膜或聚氯乙烯（PVC）膜，厚度在0.15-0.25mm之间，具有良好的密封性和抗拉强度。4）真空表：用于监测真空度的变化，确保抽真空过程稳定可控。5）其他辅助设备：包括管道连接器、密封胶带、真空管路等，用于连接和固定排水管道和真空系统。

五、 淤泥无砂法真空预压处理技术的操作要点

（1）合理布设排水系统

排水系统的布设是淤泥无砂法真空预压处理技术中的关键环节，其布设的合理性直接关系到淤泥的排水效果和地基的固结程度。在布设排水管道时，必须充分考虑淤泥的性质、分布情况以及工程要求，以确定合适的管道间距和深度。一般而言，排水管道的横向间距通常在0.5-1.0米之间，纵向间距在0.8-1.2米之间，这样的布设方式是基于多次工程实践得出的经验数据，旨在确保淤泥中的水分能够以最短的路径顺利排出，同时避免管道过于密集造成的成本浪费。在实际操作中，还需要根据淤泥的具体性质进行调整。例如，对于含水量较高、粘性较大的淤泥，可以适当减小管道间距，以增加排水通道，提高排水效果。而对于含水量较低、砂性较大的淤泥，则可以适当增大管道间距，以节约成本。此外，排水管道的布设还需要考虑地基的均匀性和稳定性。在布设过程中，应尽量避免管道弯曲和折叠，以保证排水通畅。同时，还需要对管道进行固定和支撑，防止其在抽真空过程中发生移动或变形。

（2）选择合适的真空泵和排水管道

真空泵和排水管道的选择对淤泥无砂法真空预压处理技术的实施效果具有重要影响。真空泵的性能直接决定了淤泥的排水速度和地基的固结效果。在选择真空泵时，需要综合考虑其抽气速率、真空度稳定性以及耐用性等因素。一般而言，功率适中、抽气速率快、真空度稳定的真空泵是理想的选择。例如，某型号真空泵具有高效节能、稳定可靠的特点，在多个工程实践中表现出色，可以有效提高淤泥的排水速度和地基的固结效果。排水管道的选择同样重要。管道的材料和直径需要根据工程要求进行合理选择。对于粘性较大的淤泥，可以选择直径较大的排水管道，以减少排水阻力，提高排水效率。例如，在某软土地基处理工程中，采用了直径较大的PVC排水管道，有效降低了排水阻力，加快了淤泥的排水速度。此外，还需要考虑排水管道的耐久性和抗腐蚀性。在选择管道材料时，应优先选择耐腐蚀、耐磨损的材料，以保证排水系统的长期稳定运行。

六、结束语

淤泥无砂法真空预压处理技术是一种创新、经济、环保的地基处理方法，操作要点包括合理布设排水系统、选择合适的真空泵和排水管道、严格控制抽真空与预压的时间以及保持密封性。通过遵循这些操作要点并结合工程实践进行优化调整，可以确保淤泥处理效果的实现并降低工程成本。它通过独特的工艺手段实现了对淤泥的有效处理，提高了地基的承载力和稳定性，降低了工程成本，减少了对环境的影响。随着该技术的不断发展和完善，相信它将在未来的土木工程领域中发挥更加重要的作用。

参考文献

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