一种交替式抽气的真空预压方法技术领域
本发明涉及一种交替式抽气的真空预压方法
背景技术
随着我国国民经济的迅速发展和全球经济一体化，国内沿海城市急需大量的港口
和航道，同时随着经济的发展沿海地区城市基础设施建设用地紧张的矛盾日益突出，在此
情况下各城市掀起了一股填海造陆的热潮，航道疏浚形成的吹填土往往被用来作为填海造
陆的地基。
大多数人工港口的地基是疏浚淤泥形成的深厚吹填超软土，其颗粒粒径小于
0.005mm的黏粒含量在30％-50％之间，具有高含水率、大孔隙比、低强度、高压缩性、低渗透
性和流变性等特点。这种吹填土地基不能满足工程建设所要求的基本条件，而超软土在自
重作用下的固结需要几年甚至更长时间才能完成。
由于吹填土的特殊性使得堆载预压法和强夯法等地基加固方法都无法在疏浚淤
泥形成的地基中使用。为此，瑞典皇家地质学院科学家Kjellman教授提出了真空预压法来
解决吹填超软土地基的加固问题。
传统真空预压法的原理是在吹填软土中设置砂井，上覆砂垫层和密封薄膜，利用
射流泵对吹填超软土施加流体负压力，通过薄膜内外的压力差使超软土孔隙中的水排水体
外。由于真空预压法在处理吹填超软土地基方面的有效性使其在软基处理中得到广泛应
用。
传统真空抽水形成的淤泥排水层有一个被压密的过程，孔隙结构不稳定，易发生
淤堵。目前，真空预压法普遍存在因排水板外淤堵泥层的形成而引起的局部土体隆起现象，
土体隆起部分半径小、较密实，除此之外其他部分土体呈稀泥状，承载力极地，在淤泥表面
形成一层硬壳层，硬壳层以下土体的强度十分低，几乎无法进行相关原位测试，没有达到原
本的排水固结目的。如果淤堵泥层的形成而带来的排水效果不良的问题得不到解决就会加
大真空预压法的施工工期，降低排水固结效率，带来不必要的能源消耗和材料的浪费。因
此，如何解决淤堵泥层问题已成为真空预压排水施工的一个主要技术障碍。
目前解决淤堵的方法主要集中两个方面，一是，排水板工作性能进行设计，比如根
据软土颗粒成分，设计滤膜孔隙，形成防淤堵的排水板；二是，气压劈裂方法或者不同注气
增压方式例如间歇式注气增压等，通过气压可以使得淤堵处的土体产生损伤裂纹，从而解
决淤堵问题。
不同形式的防淤堵方法各具特色，就防淤堵效果来说，这两种方法存在相似的缺
陷和不足，主要表现在以下两个方面：
(1)虽然在一定程度上对滤膜进行设计可以对淤堵效果进行改善，但是不能从根
本上解决淤堵问题。
(2)气压劈裂方法从原理上分析，在某种程度上预防排水板淤堵，但是工程实践
中，并不能确定在什么深度范围内对软土地基进行气压劈裂，防淤堵效果最佳，目前仍处于
探索阶段。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，结合排水板淤堵的机理和土颗粒运移规
律，提供一种交替式抽气的真空预压方法，以很好解决排水板过早淤堵问题。本发明的技术
方案如下：
一种交替式抽气的真空预压方法，各个排水板通过蝴蝶结与相应的排水支管相
连，各个排水支管并排布置，设第一排的排水支管为1，第二排的排水支管为2，以此类推，其
特征在于，采用两个并排的主管，一个为第一主管，一个为第二主管，奇数编号的排水支管
与第一主管相连，偶数编号的排水支管与第二主管相连，两个主管分别与不同的射流泵相
连，利用控制器实现两个射流泵交替式抽吸。
本发明针对真空预压处理软土地基中塑料排水板淤堵的特点，提出一种新的抽气
方法，与传统的技术方案具有以下两个方面的优点：
(1)本发明通过对奇数排水板支管和偶数排水板支管进行交替式吸气，可以推迟
粘土细颗粒在排水过程中的聚集，缓解因施加恒定真空度条件下的土颗粒迁移造成排水体
的淤堵，推迟排水管道及附近土体的淤堵时间，可解决现有真空预压过程中因土料迁移造
成的排水通道过早淤堵的问题，具有重要的应用价值。
(2)设备操作简单，方便快捷。
附图说明
图1是本发明的一种交替式抽气的真空预压方法原理图。
图中标号说明：1射流泵控制器；2偶数排水支管射流泵；3奇数排水支管射流泵；4
奇数排水支管；5偶数排水支管；6第一主管；7第二主管；8蝴蝶结；9排水板；10注气管；11真
空膜
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行说明。
参见图1，本发明公开了一种交替式抽气的真空预压方法，它包括真空预压系和统
控制系统，其中文中所述的奇数和偶数是按照支管从第一排到最后一排的排数定义的。
真空预压系统包括奇数排水支管4、偶数排水支管5、第一主管6、第二主管7、蝴蝶
结8、排水板9、注气管10、真空膜11。首先在软土地基上铺真空膜11，在奇数排的蝴蝶结8分
别与排水板9和奇数排水支管4相连，奇数排水支管射流泵3控制第一主管6进行抽气。同样，
在偶数排的蝴蝶结8分别与排水板9和偶数排水支管5相连，偶数排支管射流泵2控制第二主
管7进行抽气。
控制系统包括：射流泵控制器1、偶数排水支管射流泵2、奇数排水支管射流泵3。第
一主管6与奇数排支管射流泵3相连；第二主管7与偶数排支管射流泵2相连；射流泵控制器1
分别与偶数排水支管射流泵2和奇数排支管射流泵3相连。