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塑料排水板间距对真空预压加固时间的影响在软土地基处理中，真空预压结合塑料排水板是一种广泛应用的地基加固技术。其中，塑料排水板的主要作用是加速土体中孔隙水的排出，从而缩短固结时间、提高加固效果。塑料排水板的布置间距是影响真空预压加固效果和工期的关键因素之一。
排水板间距越小，排水路径越短，孔隙水压力消散速度越快，地基固结速率相应提高，从而可有效缩短加固所需时间。反之，若排水板间距过大，排水路径增长，孔隙水排出缓慢，导致固结时间延长，影响工程进度。然而，排水板间距过小也会增加施工成本，并可能因施工扰动而影响周围土体的稳定性。
因此，在实际工程中需根据软土厚度、渗透性、设计荷载及工期要求等因素合理确定排水板间距，以在保证加固效果的前提下尽可能缩短预压时间，实现经济与效率的最优平衡。
2022年一级建造师-市政-第04讲 沥青路面结构与组成特点（三）（TianjinPort Authority,Tianjin 300456,China
Abstract:Forsaturated soft clayey foundations consolidatedwith the water dischargingmethod,reducing thespaces between theprefabricatedvertical drainsmay effectively shorten the timeforconsolidation of soilwherever there are ideal wells.If there are no ideal wells available and there exists the smear effect,the spaces between the prefab ricated drains should not be reduced unrestricted. The paper illustrates on the basis of analyses of practical cases that，when the space between prefabricated drains is smaller than 0.7 m in the case of the geological conditions in the NanjiangPort Area of Tianjin Port,further reduction of the space between prefabricated drains will produce no remarkableeffectonshorteningoftimeofconsolidation. Key words: consolidation time: consolidation: smear effect
对排水固结法加固饱和软粘土地基来说，塑料排水板 的布置方式与间距是影响固结时间的重要因素。根据理想 井的固结计算结果，在一定的土质条件下，减小塑料排水板 间距可有效地缩短固结时间，但是，某些非理想井的理论分 析表明，在有涂抹作用存在的情况下，减小塑料排水板间距 井不能象理想井那样有效地缩短固结时间。因此，一方面， 人们普遍承认减小塑料排水板间距可以缩短地基的固结时 间，另一方面，却又不清楚在什么范围内调整塑料排水板间 距对缩短加固时间最为有效，也不知道塑料排水板间距实 际上究竞可以减小到何种程度。为此笔者专门对天津港南 疆港区的十几项真空预压法加固地基工程的塑料排水板间 距和预压时间的关系进行分析研究。我们选择土质条件基 本相同的加固工程进行了计算分析，初步整理出塑料排水
板间距与加固时间的关系，证实了在一定范围内调整塑料 排水板间距对缩短加固时间是有效的。
2塑料排水板间距和固结时间之间的理论关系
砂井地基的固结属三维问题，对较厚的饱和粘性土地 基，径向固结起主要作用。根据Hansbo公式，饱和软粘土 地基在深度Z处的径向排水平均固结度表达式见式（1）。
式中：T为径向排水固结因子，T= C d.2 ；F为综合参数，其 表达式为F=F.+F，+F，下标n、s、r分别表示井径比、涂 n² 4n² K ；井径比n= ；dr为 K q T 砂井影响范围的直径和半径，当塑料排水板按正方形布置 时，d.=1.13l，按三角形布置时，d.=1.5l；r为砂井半径； t为固结时间；K，K，为原状土和扰动土的渗透系数；S为 扰动区半径；H为砂井贯穿土层最大排水距离：C为水平
向固结系数；为塑料排水板间距；q为竖向排水通水量。 从式中可以看出，在不考虑涂抹和井阻作用的情况下 要达到相同的加固效果，其固结时间和塑料排水板间距的 平方成正比，即排水间距越大，固结时间越长。
3天津港南疆港区地基处理
天津港南疆港区位于天津港进港主航道南侧，上世纪 90年代后成为天津港的发展重点区域，进行了大量的软土 地基的加固处理，地基处理方法主要为真空预压法。根据工 程工期要求的不同，采用了多种塑料排水板间距，满足了工 期要求，其中具有代表性的十几项工程见表1。
4塑料排水板间距对加固时间的影响
由表1可以看出南疆港区真空预压加固工程中塑料排 水板间距多采用1.0m和0.8m。工程实践证明，在南疆港 区的土质条件下，这样的塑料排水板间距能够同时满足大 多数工程对加固效果、工期所提出的要求，而且造价合理。 但是，对于一些工期要求较紧的工程，不得不采用减小塑料 排水板间距的方法加速固结，以便满足工期要求。如，在南 疆翻车机房地基加固中，塑料排水板间距采用0.7m；在石 化码头成品油库区地基加固中，塑料排水板间距采用0.85 m与0.5m。 为揭示塑料排水板间距与加固时间的关系，以下将对 土质条件基本相同，塑料排水板间距不同的北方石油库区 地基加固工程、南疆翻车机房地基加固工程、石化码头成品 油库区地基加固工程和11号泊位铁路车场地基加固工程 等4项工程的有关资料进行整理，绘制塑料排水板间距与 固结时间关系曲线，并与理论曲线进行对比，以供今后实际 工程应用与理论研究参考。
表 1 不同板距真空预压加固工程一览表
本区域地基土主要由Q4后期沉积土和吹填土构成，加 固范围内的土层分为淤泥、淤泥质粘土、淤泥质粉质粘土， 具有渗透系数小、沉积历史短的特点。加固土层平均厚度20 m。层底标高略有变化。最小加固深度为18.0m，最大加固 深度为21.0m，各土层的主要物理力学指标见表2。
表2天津港南疆港区地质情况简表
4.2.1北方石油库区地基处理工程
工程总面积5万m²，塑料排水板按正方形布置，间距 为1.0m，长度为20m。2003年1月开始抽真空，10d后 膜下真空度达80kPa以上，5月份沉降稳定，停止抽气，加 固完成。打板期间沉降量为27cm，施工期间沉降量为98 cm，总沉降量为125cm。根据实测沉降曲线推算，加固完 成时固结度已达86.3%，固结度达到85%的时间为110d。
4.2.2南疆翻车机房地基加固工程
本加固工程总面积3万m²，塑料排水板按正方形布 置，间距为0.7m，长度为20m。本工程1994年10月26 日开始抽真空，20d后膜下真空度达80kPa以上，1995年 2月12日沉降稳定，停止抽气，加固完成。打板期间沉降量
为41cm，施工期间沉降量为103cm，总沉降量为144cm。 银据实测沉降曲线推算，加固完成时固结度已达98%， 固 结度达到85%的时间为43d
为41cm，施工期间沉降量为103cm，总沉降量为144cm。 根据实测沉降曲线推算，加固完成时固结度已达98%， 固 结度达到85%的时间为43d
4.2.3石化码头成品油库区地基处理工程
本加固工程总面积2.8万m²，塑料排水板按正方形布 置，间距为0.85m，在要求固结度较高的泵房区间距为0.5 m，塑料排水板长度为18m。本工程1991年8月21日开始 抽真空，20d后膜下真空度80kPa以上，10月10日停止抽 气，加固完成。打板期间沉降量为42cm，施工期间沉降量 为97cm，总沉降量为139cm，泵房区总沉降量为149cm。 根据实测沉降曲线推算，加固完成时全区平均固结度为 75%，泵房区固结度为85%，塑料排水板间距为0.85m时，
的10击以上立交盖梁张拉施工方案，多数达到15击以上的中密状态。 标员 (SPT）检测结果汇总见表4：静载试验检润结果见表5
表4验收区块标贯检测统计汇总表
表5静载试验检测统计
加固区达到固结度85%所需要的时间为66d
4.2.411号泊位铁路车场地基加固工程
本加固工程总面积16.8万m²，塑料排水板按正方形 布置，间距为0.8m，长度为18m。本工程2003年9月各 区陆续开始抽真空，一般7d后膜下真空度达80kPa以上， 12月份沉降稳定，停止抽气，加固完成。打板期间沉降量 为41cm，施工期间沉降量为138cm，总沉降量为179cm。 根据实测沉降曲线推算，加固完成时固结度已达91.2%.固 结度达到85%的时间为60d。
将上述4项工程中表层沉降观测资料进行整理，可得 出各工程固结度达到85%的时间tas，以tss为纵坐标，塑料 排水板间距D（正方形布置）为横坐标绘制tss～D关系曲 线，如图1所示。图中同时给出了理想井与考虑一定涂抹影 响井的相应曲线。
图1 固结时间t~排水板间距D的关系围
（1）对于贝壳含量小于30%的贝壳砂场地采用强夯法 （8m以下浅区）和振冲法（8m以上深区）均可行。 (2)对于振冲法，振冲设备对施工场地的适应性以及如 何利用好水，对于确保顺利造孔和振密质量非常关键。 （3）振冲法除严格按施工工艺参数进行施工外，增加横 向辅助水和孔口外辅助水等措施也能有效地提高密实效 果。对于难成孔，特别是电流不高，但无法成孔的孔位，可 采取乘潮作业（从接近高潮位时开始作业直到低潮位，一般 低潮位到高潮位期间，成孔较困难）。 (4)强夯法标贯检测反应出，采取2000kN·m夯能的 影响深度在5m左右；3000kN·m夯能的影响深度可达 到8m。对于底部为硬层部位，强夯效果更好。 (5)对于本场地不管是振冲法还是强夯法，密实处理后 场地总的沉降量为填砂厚度的6%～8%，从沉降量中可 以看出某高层综合楼施工组织设计，密实质量效果非常好。 (6)贝壳砾砂采取振冲密实处理的工程成本较高，相对 来说，强夯法成本较低，工效也高。