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第1章 真空预压加固法的发展与现状1

1.1 真空预压加固法初期发展1

1.1.1 真空预压加固法的提出1

1.1.2 国内外真空预压法试验研究的初期发展概况2

1.2 我国真空预压加固法探索性现场试验研究4

1.2.1 真空预压加固法探索性试验研究的迫切性及其概况4

1.2.2 探索性试验的位置、地质条件5

1.2.3 探索性试验研究成功——历史性的突破6

1.2.4 探索性试验研究的四大突破点7

1.3 真空预压法列为国家“六五”科技攻关项目8

1.3.1 国家“六五”科技攻关内容与分工8

1.3.2 “六五”科技攻关试验研究概况及成果9

1.3.3 国家“六五”科技攻关鉴定意见14

1.4 真空预压法的现状与水平15

1.4.1 国外真空预压法的现状15

1.4.2 我国真空预压法的现状与水平16

参考文献21

第2章 真空预压法的机理及其分析22

2.1 饱和土的固结概念22

2.1.1 土体的有效应力原理和固结概念22

2.1.2 存在新增有效应力，且方向应与土体变形方向一致——固结的必要条件23

2.1.3 边界上具备排水条件——固结的充分条件24

2.2 真空预压加固法概述26

2.2.1 真空预压加固法的构成26

2.2.2 真空预压加固法的基本原理28

2.3 影响真空预压加固效果的因素分析29

2.3.1 密封系统的密封性对加固效果的影响29

2.3.2 抽真空时的真空强度和泵的数量对加固效果的影响31

2.3.3 加固区地质条件对加固效果的影响32

2.3.4 水平向、竖向排水通道对加固效果的影响32

2.3.5 边界问题对加固效果的影响33

2.4 真空预压法的几种不同机理认识与分析37

2.4.1 真空预压法的几种不同机理认识37

2.4.2 对真空预压法的几种不同机理分析38

2.5 真空预压与堆载预压的差别及其应力、应变分析41

2.5.1 真空预压与堆载预压的差别41

2.5.2 真空预压与堆载预压的应力应变分析42

2.6 渗流和固结并非因果关系44

2.7 真空预压法的特点及其适用条件44

2.7.1 真空预压法的特点44

2.7.2 真空预压法的适应条件46

参考文献49

第3章 真空预压法的加固设计51

3.1 综述51

3.1.1 设计的基本依据51

3.1.2 真空预压设计方法的讨论53

3.1.3 真空预压的设计程序框图56

3.2 设计理论57

3.2.1 土体固结理论57

3.2.2 沉降计算64

3.2.3 吹填土地基的固结度与沉降计算75

3.2.4 强度增长与稳定80

3.2.5 真空预压的有限单元计算法81

3.3 设计内容86

3.3.1 设计前的准备工作86

3.3.2 加固分区的划分及预压荷载设计值的确定87

3.3.3 水平排水传压通道设计89

3.3.4 竖向排水传压通道设计91

3.3.5 有关计算、卸荷标准、交工指标95

3.3.6 密封系统设计96

3.3.7 抽真空设备设计100

3.3.8 监测与检测设计101

3.3.9 主要设计图纸103

参考文献104

第4章 真空预压法施工工艺106

4.1 前期准备工作和施工流程106

4.1.1 前期准备工作106

4.1.2 真空预压法施工流程107

4.2 施工准备工序109

4.2.1 现场施工条件109

4.2.2 工作垫层112

4.2.3 问题的讨论及注意事项115

1.吹填土为超软土时设计与施工中应特别注意的安全问题115

2.超软基上先铺设一层编织布的利弊讨论115

3.“竹杆＋土工布”结构层是超软基真空预压更佳的工作垫层116

4.≤20％水泥搅拌或旋喷单体墙作为密封墙，而格栅墙作为支挡墙的讨论117

4.3 水平排水传压通道的施工117

4.3.1 水平排水传压通道的作用117

4.3.2 水平传压排水垫层施工118

4.3.3 真空滤管施工125

4.3.4 问题的讨论及注意事项130

1.粉细砂作为水平排水砂垫层的可行性问题130

2.提高砂被质量的注意事项130

3.常规真空预压地表形常呈硬壳层，直排式真空预压形不成硬壳层的讨论131

4.塑料盲沟的适用范围131

5.真空滤管直径的讨论131

6.取消真空主管的利与弊讨论132

4.4 竖向排水传压通道的施工132

4.4.1 竖向排水传压通道的作用及适用性132

4.4.2 竖向排水传压通道的种类及特点134

4.4.3 塑料排水板的型号、性能指标、检测试验方法142

4.4.4 竖向排水通道打设机146

4.4.5 竖向排水通道施工155

4.4.6 竖向排水板现场施工质量控制要点159

4.4.7 问题的讨论及注意事项162

1.不能采用再生料塑料排水板问题的讨论162

2.竖向排水通道施工效果影响因素162

3.竖向排水通道在真空预压中的特殊重要作用163

4.竖向排水通道打设深度和回带等是施工质量的重要控制点163

4.5 表层密封系统施工工艺164

4.5.1 密封膜164

4.5.2 压膜沟169

4.5.3 覆水围埝与膜上覆水170

4.5.4 问题的讨论及注意事项171

1.密封膜上覆水的密封作用讨论171

2.真空预压冬季施工问题172

3.粘土作为密封层的利与弊172

4.加固过程中影响地表裂缝处理问题173

4.6 中下部密封系统施工工艺173

4.6.1 不同土质条件下密封墙形式的选择173

4.6.2 不同的强透水透气土层采用不同的密封技术176

4.6.3 粘土泥浆搅拌桩密封墙施工工艺179

4.6.4 垂直塑料膜密封墙施工工艺189

4.6.5 问题的讨论及注意事项191

1.密封墙的设置一定要想办法构成开敞式边界191

2.真空预压中将封闭式边界转化为开敞式边界的方法191

3.粘土泥浆搅拌桩密封墙比钢板桩密封墙的加固效果更好191

4.水泥掺量≤20％搅拌或旋喷桩单体墙可作为密封墙192

5.竖向排水通道打至承压水土层表面造成大量涌水的解决办法192

4.7 抽真空设备192

4.7.1 射流泵——真空预压的动力源192

4.7.2 射流器——射流泵的心脏195

4.7.3 射流泵的发展与改进197

4.7.4 高效节 能大功率真空泵200

4.7.5 出膜装置204

4.7.6 问题的讨论及注意事项204

1.真空预压后期减少射流泵台数对加固效果有较大的降低204

2.射流泵施工与使用应注意的问题206

3.射流泵运行中真空度变小的原因分析206

4.射流泵故障的检查与排除207

参考文献207

第5章 真空预压法的衍生加固方法210

5.1 水下真空预压法210

5.1.1 概述210

5.1.2 水下真空预压机理211

5.1.3 施工工艺216

5.1.4 室内试验实例219

【实例5-1】水下真空预压法加固软土地基机理研究219

5.1.5 问题的讨论与注意事项225

1.水下真空预压和真空联合堆载预压加固机理的差异225

2.真空预压时地下水位变化的讨论226

5.2 潮差带真空预压加固法226

5.2.1 适用范围226

5.2.2 潮差带真空预压需改进的施工工艺227

5.2.3 潮差带真空预压工程比较230

5.2.4 工程实例230

【实例5-2】潮差带地区水下真空预压加固软基技术研究230

5.3 直排式真空预压法236

5.3.1 产生背景及其适用范围236

5.3.2 需改进的七项施工工序238

5.3.3 优势与不足分析240

5.3.4 工程实例241

【实例5-3】浅层处理与真空预压联合处理在超软基加固工程中的应用241

5.3.5 问题的讨论及注意事项246

1.直排式真空预压地基表面先铺设编织布的不利后果246

2.直排式真空预压时淤堵原因分析及预防措施246

3.直排式真空预压与常规真空预压在塑料排水板内真空度分布的比较247

5.4 低位真空预压法248

5.4.1 主要特征和适用范围248

5.4.2 加固原理249

5.4.3 设计250

5.4.4 施工工艺251

5.4.5 低位真空预压法与常规真空预压法的比较252

5.4.6 工程实例252

【实例5-4】低位真空预压法在软基处理中的应用252

5.4.7 问题的讨论及注意事项255

1.单元加固面积大小对于低位与常规两种真空预压方法不存在差别255

2.常规与低位两种真空预压法，都可弥补地基沉降造成的高程不足问题256

3.建议在水平排水管网之上铺一层土工布256

4.施工工程中应注意问题256

5.5 自密封真空预压法256

5.5.1 问题的提出及适宜范围256

5.5.2 方法简介257

5.5.3 自密封真空预压的优缺点258

5.5.4 室内试验实例259

【实例5-5】自密封真空预压模型试验研究259

5.5.5 问题的讨论及注意事项263

1.自密封真空预压法是优点和缺点都非常突出的加固方法263

2.快捷处理自密封真空预压地表密封层软粘土的方法263

3.自密封真空预压中应注意的问题264

参考文献264

第6章 真空预压联合其他加固方法266

6.1 概述266

6.2 真空联合堆载预压加固法267

6.2.1 问题的提出267

6.2.2 适用范围及注意问题268

6.2.3 加固原理270

6.2.4 施工工艺271

6.2.5 工程实例273

【实例6-2】真空联合堆载预压法在汕头港码头后方堆场加固中的应用273

6.2.6 问题讨论与注意事项277

1.应特别重视施加第一级联合堆载的问题277

2.沉降计算中ms值的确定277

3.巧妙地利用预压荷载问题278

4.竖向排水通道中真空度传递及其井阻问题278

6.3 真空联合自重预压加固法278

6.3.1 适用范围及条件278

6.3.2 加固原理及其残余沉降分析279

6.3.3 施工工艺281

6.3.4 工程实例281

【实例6-3】杭金衢高速公路萧山段真空联合自重预压加固现场试验研究281

6.3.5 问题讨论与注意事项285

1.真空联合自重预压后仍存在较大残余沉降的原因分析286

2.真空联合自重预压后残余沉降满足要求，且加固时间最短方法的讨论286

3.真空联合堆载或自重预压法施工期沉降速率的控制问题287

6.4 真空联合电渗加固法287

6.4.1 适用条件及影响因素287

6.4.2 加固原理288

6.4.3 设计288

6.4.4 室内试验实例290

【实例6-4】真空预压联合电渗法室内模型试验研究290

6.4.5 问题的讨论及注意事项294

1.对初始含水量大于液限的土宜先真空预压，再真空联合电渗法294

2.电渗时电流密度选用问题294

3.电渗中应注意的节电问题294

4.室内模型试验时应尽可能采用开敞式边界294

6.5 真空预压联合真空井点降水预压加固法295

6.5.1 真空井点转化为真空预压的条件及其适用范围295

6.5.2 加固原理296

6.5.3 真空井点设计与施工298

6.5.4 工程实例298

【实例6-5】真空降水预压（联合塑料排水板）的加固机理及加固效果研究298

6.5.5 问题讨论与注意事项302

1.真空预压和一般井点降水预压是不能联合加固的302

2.真空预压联合真空井点降水预压时可以降低地下水位的原因分析302

3.对真空预压联合真空井点预压加固法机理的进一步讨论302

6.6 真空预压联合真空井点降水和强夯加固法（高真空击密加固法）303

6.6.1 适用范围303

6.6.2 加固原理304

6.6.3 施工工艺305

6.6.4 工程实例308

【实例6-6】上海浦东国际机场东西向联络滑行道地基处理试验研究报告308

6.6.5 问题讨论与注意事项313

1.强夯法有效加固深度313

2.夯点间距314

3.夯击遍数和每遍的夯击次数314

4.夯击能315

5.强夯加固工程应设立强夯试验区315

6.夯点间距越小，则加固效果越好，这是一种误解316

7.强夯区与周围建筑物的合理间距问题316

8.严防粘性土地基在强夯过程中，产生弹簧土现象316

6.7 超低位真空预压联合真空深井降水和低能量强夯加固法316

6.7.1 适用条件、构成及其优越性316

6.7.2 加固原理317

6.7.3 设计与施工317

6.7.4 工程实例318

【实例6-7】井点降水联合低能量强夯法在某码头工程中的应用318

6.7.5 对【实例6-7】加固方法选择的讨论324

6.7.6 问题讨论与注意事项325

1.超低位真空预压联合真空深井降水和低能量强夯法与真空预压相比的优点325

6.8 真空预压联合正压加固法（气压劈裂真空预压法）325

6.8.1 问题的提出325

6.8.2 加固原理327

6.8.3 施工工艺327

6.8.4 工程实例328

【实例6-8a】气压破裂真空预压法加固深厚软土施工技术328

【实例6-8b】天津真空预压软基加固增压法等新技术试验和工程应用研究330

6.9 真空预压联合碎石桩加固法332

6.9.1 适用范围及条件332

6.9.2 加固原理333

6.9.3 设计与施工333

6.9.4 工程实例335

【实例6-9】真空预压联合碎石桩加固天津新港堆场地基335

6.9.5 问题讨论与注意事项338

1.碎石桩施工质量控制338

2.减少对加固区毗邻建筑物的振动影响问题338

参考文献338

第7章 特殊地基的真空预压法340

7.1 一般吹填土地基的真空预压法340

7.1.1 概述340

7.1.2 围埝结构型式的选择340

7.1.3 吹填工程的施工工艺353

7.1.4 吹填土地基加固方法的选择355

7.1.5 吹填土地基的固结度与沉降计算356

7.1.6 工程实例358

【实例7-1】天津港东突堤码头堆场48万m2超软基国际招标加固工程358

7.1.7 问题的讨论及注意事项370

1.关于吹填临时围埝问题370

2.中小型工程的吹填施工工艺370

3.排泥管口经常移动的必要性与重要性371

4.特别注意吹填土地基的沉降与固结度计算方法问题372

5.侧向变形对土体固结沉降的影响及其计算问题372

6.地基平均总固结度达到甚至超过100％时仍存在残余沉降的原因分析372

7.2 超软土地基的真空预压法372

7.2.1 问题的提出及其界定372

7.2.2 超软土的工程性质375

7.2.3 超软土地基加固方案的选择383

7.2.4 超软土地基加固时需解决的施工难题383

7.2.5 工程实例386

【实例7-2】浅层快速超软基处理技术386

7.2.6 问题的讨论及注意事项391

1.超软土界定问题的讨论391

2.超软土加固后强度仍然偏低的原因分析391

3.超软土地基设计与施工时应特别注意的安全问题392

4.一次浅层真空预压加固的讨论392

7.3 地表为硬土层的真空预压法392

7.3.1 硬壳层的软土地基加固392

7.3.2 施工工艺的特殊性393

7.3.3 工程实例394

【实例7-3】南宁机场软土地基真空预压施工394

7.3.4 问题的讨论及注意事项397

1.地表为坚硬土层时加固方法的讨论397

2.用水平排水板代替真空滤管问题397

7.4 碱渣及软土地基的真空预压法397

7.4.1 国内外现状397

7.4.2 碱渣的成分、构造及工程性质398

7.4.3 碱渣室内真空预压与堆载预压对比试验399

7.4.4 工程实例401

【实例7-4】用真空预压法加固碱渣软土地基效果评价401

7.4.5 问题的讨论及注意事项404

1.不能以土性指标来判断碱渣的性质404

参考文献405

第8章 监测与检测407

8.1 导言407

8.1.1 监测与检测的意义、目的及其有关要求407

8.1.2 监测与检测的内容408

8.1.3 监测与检测所需资料409

8.2 陆上监测409

8.2.1 真空度监测409

8.2.2 孔隙水压力监测412

8.2.3 地下水位监测414

8.2.4 地表沉降监测420

8.2.5 分层沉降监测422

8.2.6 深层水平位移监测424

8.2.7 问题讨论与注意事项426

1.真空度测头的尼龙软管蘑菇头之制作426

2.孔隙水压力测头排气和防淤堵方法427

3.分层沉降磁环三个弹簧片捆绑与埋设方法427

8.3 水下监测428

8.3.1 概述428

8.3.2 自动采集与传输系统430

8.3.3 GK-4600钢弦式沉降仪433

8.3.4 GK-4650钢弦式沉降仪436

8.3.5 液体压差沉降仪439

8.3.6 断面地表沉降监测442

8.3.7 分层沉降监测445

8.3.8 土体深层水平位移监测447

8.3.9 孔隙水压力监测449

8.4 检测试验451

8.4.1 十字板剪切试验451

8.4.2 标准贯入试验455

8.4.3 静力触探试验458

8.4.4 载荷试验461

8.4.5 地基反应模量试验465

8.4.6 室内土工试验467

8.4.7 问题讨论与注意事项468

1.WL、Wp、Ip不能作为加固前后的对比指标468

2.固结快剪指标也不能作为加固前后的对比指标468

3.加固后不能也不需要再做固结快剪试验468

4.某层土的平均强度指标的统计方法，及其如何选用问题469

5.某层土的平均压缩曲线的统计方法，及其如何选用问题469

参考文献470

第9章 真空预压法的热点讨论471

9.1 概述471

9.2 真空预压中真空度和孔隙水压力测试与分析474

9.2.1 真空度、孔隙水压力、超静孔隙水压力、负压等的基本概念474

9.2.2 真空度、孔隙水压力在现场测试中的影响因素476

9.2.3 真空度与孔隙水压力的现场测试476

9.2.4 结论477

9.3 真空预压法地下水位分析及其测试方法477

9.3.1 导言477

9.3.2 地下水位定义478

9.3.3 地下水位测试中影响因素479

9.3.4 对地下水位下降各种解释的分析479

9.3.5 地下水位变化的条件479

9.3.6 真空预压时地下水位是不变的480

9.3.7 一种棒式真空预压地下水位测试仪482

9.3.8 结论482

9.4 真空预压的加固深度问题483

9.4.1 真空预压与井点降水的受力分析483

9.4.2 真空预压加固深度的决定因素485

9.4.3 真空预压加固深度的影响因素489

9.4.4 结论489

9.5 边界问题及其对真空预压的影响489

9.5.1 真空预压加固区四周侧面的边界问题490

9.5.2 刚性密封膜与柔性密封膜问题492

9.5.3 密封墙和支挡墙的功能与关系494

9.5.4 水泥搅拌与旋喷桩墙的形式和功能划分的讨论495

9.6 真空预压对土体影响及其平衡条件497

9.6.1 真空预压对地基土体的五项影响497

9.6.2 真空预压中四项平衡条件499

9.7 真空预压影响区的宽度及其防护措施500

9.7.1 引言500

9.7.2 对影响区产生变形的影响因素500

9.7.3 影响区宽度的确定503

9.7.4 影响区建（构）筑物安全的防护措施505

参考文献508