真空预压法和堆载预压法的比较

真空预压法和堆载预压法的原理真空预压法和堆载预压法，这听起来是不是有点高深莫测？别急，让我来给你拆解一下。

想象一下，你家里有个蓄水池，池子里的水有点多，底部开始变得松软，这可不是什么好事啊。

咱们需要把底部的泥土弄得更稳当一些，才不会出乱子。

真空预压法和堆载预压法，就像给这个池子来一场“大保健”，帮它减轻压力，增强稳定性。

先说说真空预压法。

这种方法就像给泥土穿上一件“超能外衣”。

具体是怎么回事呢？简单来说，就是在土壤的上方放一个大袋子，袋子里抽真空，形成负压。

哇，想象一下，这就像给土壤施加了一个神秘的力量，把水分都吸出来。

土壤就开始缩紧、变得更结实。

就好比你拿掉一个水肿包，嘿，瞬间轻松许多。

这样的过程能够让土壤内部的结构更紧密，减少后续施工时的沉降风险。

哎呀，真是高科技呀！接下来聊聊堆载预压法。

这个方法听起来是不是更像个“重量级选手”？就是在土壤表面堆上一些重物，比如沙土、石块之类的。

这样一来，重压之下，土壤被迫收缩，内部的空隙减少，密度增加。

想象一下，把一块大石头放在一块棉花上，棉花会被压得扁扁的，对吧？这就是堆载预压的原理。

等到压力够了，咱们再把这些重物移开，留下的土壤就像被打磨过一样，稳稳当当地等着下一步施工。

你看这两种方法，真空预压法像是给泥土“减肥”，堆载预压法则是让土壤“增肌”。

每种方法都有自己的“招牌绝技”。

真空预压法适合于一些高水位的地方，像海边啊，河边的。

水分多，泥土松，这种情况下，真空的力量简直就是福音。

而堆载预压法呢，适合那些土壤条件不太好的地方，尤其是需要快速施工的场合。

压一压，等一等，嘿，土壤就准备好啦。

这些方法也不是随便用的。

要根据具体的地质情况来选择。

就像吃饭得看个人口味，谁也不想吃到不合适的东西，对吧？真空预压法需要较好的设备支持，还得监控真空度，才能保证效果。

而堆载预压法虽然设备要求不高，但也得考虑重量、时间等因素，不能说压就压，要有耐心。

就像盖房子，打地基的过程总是最重要的，别小看了这些细节。

摘要：几种软土加固工程作比较关键词：软土地基土木工程建设中,经常会遇到各种各样的地质条件不好或软弱地基,这样的地基不能满足结构物的要求,需要经过人工加固处理,处理后的地基称为人工地基"软弱地基是指由软土(淤泥及淤泥质土)!冲填土!杂填土!松散砂土及其他具有高压缩性的土层构成的地基"这些地基的共同特点是模量低!承载力小,未经人工加固处理是不能在上面修筑基础和建筑物的"地基处理的目的就是针对在软弱地基上修筑建造物可能出现的问题,采取各种手段来提高地基土的抗剪强度,增大地基承载力,改善土的压缩特性,从而达到满足工程建设的需要"由于软弱地基特性的复杂性和多样性,到目前为止已经形成了许多种不同的地基处理方法,按照其原理的不同可分为以下几大类:1)排水固结法;2)挤密压实法;3)置换及拌入法;4)灌浆法;5)加筋法;6)冷热处理法"在以上几大类地基处理方法当中,每一类方法又都包含各自不同的几种具体处理方法,但它们的原理相同,只是采取的具体施工措施不一样"下面对以上提到的几类地基处理方法及各自包含的一些具体做法和适用场合作一个简单的介绍"1 排水固结法排水固结法的原理是软粘土地基在荷载作用下,土中孔隙水逐渐排出,孔隙比减小,地基发生固结变形,同时,随着超孔隙水压力逐渐消散,土的有效应力逐渐增大,地基土的强度逐步增长"排水固结法常用于解决饱和软粘土地基的沉降和稳定问题,可使地基的沉降在加载预压期间基本完成或大部分完成,使建筑物在使用期间不致产生过大的沉降和沉降差"同时可增加地基土的抗剪强度,从而提高地基的承载力和稳定性"采用排水固结法时常采用的施工方法有:1)堆载预压法;2)砂井法;3)真空预压法;4)降低地下水位法;5)电渗法"2 挤密压实法挤密压实法的原理是采用一定的手段,通过振动!挤压使地基土体孔隙比减小,强度提高,达到地基处理的目的"根据采用的手段可分为以下几种方法:1)表层压实法:采用人工或机械夯实!机械碾压或振动对填土!湿陷性黄土!松散无粘性土等软弱或原来比较疏松表层土进行压实,也可采用分层回填压实加固,分层压实的填料也可适量添加石灰!水泥等,适用于含水量接近于最佳含水量的浅层疏松粘性土!松散砂性土!湿陷性黄土及杂填土"2)重锤夯实法:利用重锤自由下落时的冲击能来夯实浅层土地基,使其表面形成一层较为均匀的硬壳层,适用于无粘性土!杂填土!非饱和粘性土及湿陷性黄土"3)强夯法:将很重的锤从高处自由落下,反复多次夯击地面,给地基土以冲击力和振动,从而提高地基土的强度并减小其压缩性,适用于无粘性土!杂填土!非饱和粘性土及湿陷性黄土等"4)振冲挤压法:通常用以加固砂层,其原理是:一方面依靠振冲器的强力振动使饱和砂层发生液化,颗粒重新排列,孔隙比减少;另一方面依靠振冲器的水平振动力,形成垂直孔洞,在其中加入回填料,使砂层挤压密实,适用于砂性土,小于0.005mm粘粒含量小于10%的粘性土,若粘粒含量大于30%效果明显降低"5)土桩和灰土桩:土桩和灰土桩挤密地基是由桩间挤密土和填夯的桩体组成的人工/复合地基0"土桩主要适用于消除湿陷性黄土地基的湿陷性,灰土桩主要适用于提高人工填土地基的承载力"适用于湿陷性黄土!人工填土!非饱和粘性土"6)砂桩:在松散砂土或人工填土中设置砂柱,能对周围土体产生挤密或振密作用,可以显著提高地基强度,改善地基的整体稳定性,并减少地基沉降量,适用于松砂地基或杂填土"7)爆破法:在地基钻孔中爆破黄色炸药或其他炸药,利用其急剧产生的气体压力使地基压密,并在爆孔中加入填料压实后形成复合地基"对饱和松砂地基,可利用爆破振动,使松砂层液化,3 置换及拌入法以砂、碎石等材料置换软弱地基中部分软弱土体,形成复合地基,或在软弱地基中部分土体内掺入水泥!水泥砂浆或石灰等物质,形成加固体,与未加固部分形成复合地基,达到提高地基承载力,减少压缩量的目的"置换及拌入法有下列几种方法:1)垫层法;2)开挖置换法;3)振冲置换法(或称碎石桩法);4)高压喷射注浆法(旋喷柱);5)深层搅拌法;6)石灰桩法;7)褥垫法"4 灌浆法灌浆法的实质是用气压!液压或电化学原理,把某些能固化的浆液注入各种介质的裂隙或孔隙,以改善地基的物理力学性质"灌浆材料常分为粒状浆材和化学浆材两个系统,粒状浆材包括纯水泥浆!粘土水泥浆!水泥砂浆!石灰浆等;化学浆材包括环氧树脂类!甲基丙烯酸酯类!聚氨酯类!丙烯酸胺类!木质素类和硅酸盐类等"在地基处理中,常用的灌浆方法按其依据的理论可分下述四种:渗入性灌浆法!劈裂灌浆法!压密灌浆法!电动化学灌浆法等"若在灌浆压力作用下,浆液克服地层的初始应力和抗拉强度,引起岩体或土体结构的破坏,使地层中原有的孔隙或裂隙扩张,或形成新的裂缝或孔隙,从而使低透水性地层的可活性和浆液扩散距离增大,称为劈裂灌浆法;若通过钻孔向土层中压入灌浆,在压浆点周围形成泡形空间,使浆液对地基土起到挤压作用,称为压密灌浆法;当在粘性土中插入金属电极并通以直流电后,就在土中引起电渗!电泳和离子交换等作用,促使在通电区域的土中以高价金属离子代换钠离子,使土的含水量显著降低,并可使土内形成渗浆/通道0"若在通电的同时向土中灌注硅酸盐浆液,就能在/通道0上形成硅胶,并与土粒胶结成具有一定力学强度的加固体,称为电动化学灌浆法"根据采取不同的灌浆方法及相应的灌浆材料,灌浆法可应用于砂及砂砾地基!湿陷性黄土地基!粘性土地基"灌浆法的基本原理及其应用已形成一门新的学科分支)))岩土工程化学"5 加筋法通过在土层中埋设强度较大的土工聚合物!拉筋!受力杆件等达到提高地基承载力,减小沉降,或维持建筑物稳定的地基处理方法称为加筋法"加筋法一般有以下几种:1)土工聚合物:利用土工聚合物(或称为土工合成物或土工织物)的高强度!韧性等力学性能扩散土中应力,增大土体的刚度模量或抗拉强度,改善土体或构成加筋土以及各种复合土工结构"土工聚合物除了上述加固强化作用外,还可以用作反滤!排水和隔离材料"适用于加强软弱地基,或用作反滤!排水和隔离材料"2)锚固技术:将一种新型受拉杆件的一端固定在边坡或地基的岩层或土层中,另一端与结构物(如挡土结构物)连接,利用锚固力以承受由于土压力!水压力或风力所施加于结构物的推力,从而维持结构物的稳定"在天然地层中可用灌浆锚杆,在人工填土中可用锚定板"3)加筋土:把抗拉能力很强的拉筋埋置在土层中,通过土颗粒和拉筋之间的摩擦力形成一个整体,称为加筋土"拉筋一般使用具有耐拉力,摩擦系数大且耐腐蚀的网状!丝状!带状的材料,主要是镀锌钢片!铝合金以及合成树脂等材料"加筋土技术在人工填筑的砂性土中可以采用,但不宜用于粘性土"4)树根桩法:在地基中沿不同方向,打入直径为75mm~125mm的细桩,可以是竖直桩,也可以是斜桩,形成如树根状的群协以支撑结构物,或用以挡土,乃至可作为稳定土坡的一种措施,适用于软弱粘性土!杂填土等"6 冷热处理法冷热处理法是通过改变地基土体的温度从而改变土体中水的存在及状态,达到加固地基的目的"冷热处理法包括:冻结法和烧结法两种"1)冻结法:通过人工冷却,使地基温度降低到孔隙水的冰点以下,使之冻结,从而具有理想的截水性能和较高的承载能力(或横向支承能力)"适用于饱和的砂土或软粘土地层中的临时性措施"2)烧结法:在软弱粘土地基的钻孔中加热,通过焙烧使周围地基土减小含水量提高强度,减少压缩性"适用于软粘土!湿陷性黄土等"软土主要由粘粒及粉粒组成，常成絮状结构，并含有主要是靠桩管打入地基时对软弱土产生横向挤密作用，从机质。

超载预压施工工艺超载预压施工工艺真空预压的特点1.1 真空预压法是利用大气来加固软地基，因此和堆载排水预压法相比，不许要大量的预压材料。

1.2 真空预压法在施工时荷载无须分级施加，可以一次性快速施加到80Kpa以上而不会引起地基失稳，与堆载预压法相比加载较快，可明显缩短工期。

同时该法在卸载时只要抽气停止就可以了，因而施工起来简单、容易。

1.3 在同等条件下真空预压法处理后地基比堆载排水法处理的地基密实度高，且加固均匀，平均沉降量要大1.4 在同等条件下，真空预压法加固地基时抗剪强度增长率比堆载排水法大。

1.5 真空预压法的工程造价主要取决于真空泵的动力消耗。

1.6 真空预压与堆栽预压相结合可以达到超载的目的，而不会产生填土超载预压的不利于稳定的弊端。

2适用范围2.1 堆载材料缺乏，价格较高，工期较紧而电力供应不足地区。

2.2 难以施加荷载的超载地基。

2.3 临近危险边坡地带。

3工艺原理真空预压法是排水固结法处理软土地基的有效方法之一，它是利用专门的设备，通过抽真空在地基中产生负压，使土体空隙中的水分排出，从有效应力原理可知：空隙水排出，孔隙水压力减小后，有效应力就相应的增加，在压力差作用下，土体中的水分被排出，土体得到加固，土体强度得到提高。

根据达西定律，土体中孔隙水的渗透速度与水力坡度正正比，增加水头差和减少排水距离L均可加速土体的排水固结。

真空预压的加固机理是通过保持土体中的总应力不变，降低垂直排水通道中的孔隙水压力使之小于原有的孔隙水压力，即产生孔隙水压力，形成渗流需要的水力梯度；而堆载预压是通过施加外荷载使土体中的总应力增加，导致软土中的孔隙水压力增加并超过垂直排水通道中的孔隙水压力，即产生正的孔隙水压力，从而形成渗流需要的水力梯度/两者联合应用，正负孔隙水压力压差增大，也就是增加了水头差，造成孔压消散更快，加固效果更好，真空联合堆载预压加固软基工艺原理见图3 4工艺流程及操作要点4.1 工艺流程见图4.11-平整场地；2-量测地面起始高程；3-埋设施工沉降观测板；4-铺设30㎝砂砾垫层；5-打设排水板；6-铺设20cm砂砾垫层；7-铺设10cm 砂垫层并敷设主管、滤管；8-埋设砂垫层中的真空度测头；9-挖密封沟；10-安置主管出膜装置；11-量测施工沉降量；12-铺土工布及土工膜；13-铺设10cm砂垫层；14-安装抽真空装置；15-回填密封沟；16-联接主管到抽真空装置；17-设置膜上沉降标；18-测沉降初值；19-试抽真空；20-检查膜上及密封沟漏气情况；21-正式抽真空；22-施工监测开始；23-土方填筑开始；抽真空结束；（流程图见下页）4.2施工工艺下面结合杭州湾跨海大桥南接线工程第六合同段工程概况对真空联合堆载预压的施工工艺予以说明。

【创新与发展】住宅与房地产2019年2月真空预压与堆载预压的比较分析李小红（广东中弘建设工程有限公司，广东 东莞 523000）摘要：文章介绍了真空预压和堆载预压的异同。

以其核心施工原理为分析对象，对比两种施工方法的作用机理、施工工艺、施工难度及工程预算，并得出施工过程的应用结论，并对两项技术的发展作出展望。

关键词：软土地基；加固；真空；堆载中图分类号：TU472.3+3 文献标志码：A 文章编号：1006-6012（2019）02-0252-011 技术背景我国地域广阔，不同的地区因为地质地理等各种条件影响下，形成了存在显著地域性的各类型土，而软土常分布在中国内陆和沿海地区。

从市政道路的施工经验来看，道路路基工后沉降和不均匀沉降最难控制的区域主要是集中在软土地区， 在软土上建造的道路通常具有过多的路堤沉降并且难以稳定。

出于对工程安全因素和行车舒适性考虑，软基地质必须经过进一步的处理，才能在其上修筑道路。

2 核心技术原理比较鉴于上文提及的道路的路基建设对地基的要求比较高，对路基工后沉降的要求极为严格，当天然基础不能满足要求时，需要对地基进行特殊处理。

软土地基加固的成本通常占据总成本的很大一部分。

将直接关系到投资的大小甚至工程的成败。

真空预压法和堆载预压法是我国软基处理的最常用的两种方法，下面将对这两种方式进行对照，并说明这两种常用软基处理方式的应用前提和前景。

2.1 作用机理比较真空预压方法是为了使待处理的软基与空气隔绝，在上面覆盖一层或多层不透气薄膜。

然后使用真空泵及设置在垫层中的管道，在砂垫层及排水通道里形成较高的真空度，让地基的孔隙水从土壤中排出并逐渐从排水通道中漏出，从而达到土体固结，增强软基的目的。

加固效果主要取决于真空的稳定维护和有效传递[1]。

预压方法是采用堆载的方式在软土地基上施加相等或超载荷载，并通过增加土壤中的总应力来促进土壤中孔隙水的排放。

它通常采用分级加载方法，加固效果主要取决于堆载的荷载的大小和超孔隙水压力的消散程度[2]。

真空预压与堆载预压的介绍
一、作用机理
真空预压法和堆载预压法两者都属于排水固结法，先在软基打设塑料排水板或袋装砂井作为竖向排水体，并在软基上铺设砂垫层作为水平向排水体，通过真空压力(负压)或堆载(正压)，使土体中的孔隙水压力产生不平衡水压力，孔隙水在这种不平衡力的作用下通过竖向排水体逐渐排出,从而使土体产生固结变形。

1、堆载预压法：堆载预压时，地基土由于荷载作用而产生的附加应力开始由孔隙水压力(u)所承担，而有效应力不变;随着时间的推迟，孔压逐渐消散并全部转变为有效应力，土体强度得以提高。

2、真空预压法：真空预压法是总应力(σ)不变，通过抽真空降低边界孔隙水压力，而使土体孔隙水压力(u)降低，孔压消散并全部转变为有效应力，土体强度进一步提高。

二、优缺点及适用范围
1、堆载预压法：堆载预压法是在地基表面荷载作用下使软土产生固结，其优点是可控性较好，地基土沉降比较均匀，处理深度主要受堆载荷载大小及排水板长度影响。

缺点是工期相对较慢，土体会产生部分侧向变形，需要堆载土源。

适用范围：大面积陆域的软基处理。

2、真空预压法：由于抽真空产生负压，增加的是球向应力，土体向内收缩变形，其优点是地基不会因填土速率快而出现稳定性问题。

缺点是技术要求复杂，受到抽真空效果的影响，土体沉降速率不稳定，且最大真空度仅能达到80kPa，处理深度一般不大于8m。

适用范围：一般需要快速堆填的路基处理，以及填海中陆域形成时采用。

一．真空预压法简介真空预压法(Vacuum Preloading)是指利用抽真空的方法，使土体中形成一个局部的负压源，通过降低砂井或排水板中的孔隙水压力而使土体中的孔隙水排出，从而增加有效应力来压密土体的地基加固方法。

如图1-1 所示，首先在原地基上打设塑料排水板作为竖直排水体，然后在地基表面铺垫一定厚度的砂垫层，在砂垫层中铺设排水滤管。

将不透气的薄膜铺设在砂垫层之上，薄膜四周买入土中，通过埋设在砂垫层中的排水滤管将膜下砂垫层中的空气抽出，从而使砂垫层和排水板中形成负的真空压力，使排水板和周围土体之间形成孔压差，土体中的孔隙水在压力差的作用下渗流到排水板中，通过排水滤管排出土体，以达到固结的目的。

真空预压系统由抽真空系统、排水排气系统和密封系统三部分组成，根据目前的施工经验，膜下真空度可以维持在85—95kPa 左右，一般的可取80kPa 作为设计压差。

当固结度达到一定的设计要求时停止抽真空。

真空预压法具有以下主要优点：(1) 区别于堆载预压，抽真空形成的压差所产生的荷载，不会使土体产生剪应力，故地基不会发生失稳破坏，载荷可一次快速施加，加固速度快，施工工期短；(2) 加固过程中土体除产生竖向压缩外，还伴随向着加固区的侧向收缩，加固后土的密实度较堆载预压高，处理深厚软基效果更好；(3) 施工工艺、机具和设备简单，能耗低，作业效率高，加固费用低，适用于大规模地基加固；(4) 不需要大量堆载材料，施工中无噪音、无振动、不污染环境；(5) 更适用于狭窄地段、边坡附近的地基加固等。

二真空预压加固吹填土地基室内模型试验研究目前，真空预压法作为一种相对成熟的施工工艺已广泛应用于沿海地区围海造陆工程实践，取得良好的经济效益。

从施工的角度而言，真空预压技术已相对成熟，但吹填土地基的真空预压的理论研究缺远远落后于工程实践的需要，不少理论问题至今未能得到解决，如真空预压中土体中真空度的纵向和横向分布规律，了解真空度在土体中的分布情况将有助于真空预压的理论研究和机理分析。