水下真空预压加固软基技术方法.pdf

一种水下真空预压加固软基技术方法，由以下步骤顺序进行：第一次水下铺砂，水上打设塑料排水板，铺设滤管，第二次水下铺砂，铺密封膜，连接抽真空设备，抽真空。其优越性是水下真空预压加固软基技术可以应用于水下开挖工程、高桩码头的岸坡处理工程、防波堤施工等领域，应用前景广阔。预压荷载快速施加，地基不会出现失稳破坏。是将软土就地加固，无需清除，也不采用固化剂等化学物质，符合环保要求，避免了传统的换填法施工作业给海上养殖业带来严重影响，采用该项技术可减少淤泥的挖填量。由于预压荷载的快速施加，可以大大缩短施工工期。

1、  一种水下真空预压加固软基技术方法，其特征在于：按以下步骤进行：
1).第一次水下铺砂
使用方驳，挖掘机配合进行装船和抛砂；一个单元面积抛砂完后，抛砂人员用水砣对该断面进行检查，对于抛砂不足的地方，进行补抛，合格后，进行下一个单元面积的抛砂，最后潜水员用刮板将砂垫层表面刮平，砂垫层厚度大于500mm；
2).水上打设塑料排水板
采用插板船进行施工，水上插板船是在一艘400t自行方驳上沿船长方向每侧并排平行安装2台门架式插板机，共4台组装而成；每台插板机独立操作使用，水上打设塑料排水板，采用定位标与船上拉测绳相结合的方法，定位标两根为一组，分前后标，每组标之间距离可按划定的施工船位而定；通过调整船位，在某一位置观察前后标对齐，即可确定船舶处于这一断面位置；然后拉测绳测量前标和船舶之间的距离，调整船位，可使船舶对齐施工轴线，经过1-2次调整，可使船舶定位于预定施工位置；根据打板底标高和水深的对应关系在插管和立架上刻画明显标记，确保塑料排水板打至设计底标高；
3).铺设滤管
(1)滤管材料
滤管应采用符合设计或规范要求的内夹铅丝的塑料管，打眼加工后，包好土工织物滤水层，捆扎结实，并使滤水层只透水不透砂；
(2)施工过程
①滤管连接采用胶管，胶管套入滤管约10cm，用铅丝绑紧，铅丝接头严禁朝上，以免扎破滤膜；滤管相交叉处采用二通、三通或四通连接；
②滤管在陆上一次绑扎成型，并接好出膜装置的膜下部分，出膜装置法兰盘的高度应高出滤管平面0.5m，出膜装置的孔口用长木塞塞好，既防止二次抛砂时砂粒进入出膜装置内，又便于抛砂后寻找出膜装置的位置；
③将绑扎好的滤管按照设计要求的位置整体放在砂垫层表面上，若滤管浮力太大，可坠一些重块固定；
(3)技术特征
①水下滤管铺设技术是将滤管在陆上一次绑扎成形，然后按设计要求的位置整体就位，如滤管浮力太大，可坠一些重块固定；
②出膜装置法兰盘的高度应高出滤管平面0.5m，同第二次铺砂的厚度一致，以便二次铺砂后出膜装置法兰盘的标高同砂垫层顶标高一致；出膜装置的孔口用长木塞塞好，既防止二次铺砂时砂粒进入出膜装置内，又便于铺砂后寻找出膜装置的位置；
4).第二次水下铺砂
施工工艺同1)，砂垫层厚度大于500mm；
5).铺密封膜
(1)密封膜材料
采用0.3mm厚的聚氯乙烯薄膜粘接而成；
(2)施工过程
铺膜采用平铺膜工艺，不需开挖压膜沟。塑料膜的铺设范围超出加固区边界不少于5m，整个加固区铺设两层塑料膜。具体步骤如下：
①采用水下铺膜车；
②将粘接好的塑料膜卷在水下铺膜车的横滚动杆上并捆扎好，
③用船吊将水下铺膜车安放在需要铺膜的起始位置，
④在水下将塑料膜的捆扎物去掉，用三四个潜水员拉住塑料膜的边缘并贴在地面上，用船拉动水下铺膜车缓缓向前，靠滚动轮使塑料膜紧贴在地面上，直至这一宽条塑料膜铺设完毕；同时对加固区边缘外的塑料膜用砂袋压住，以防止塑料膜被海浪卷起；
⑤每次铺膜的宽度为30m，其长度可根据设计要求而定，如加固区的宽度较宽，可采用多次铺膜的方法铺完全区，两张膜之间的搭接宽度不得小于5m；
⑥铺膜完毕后，塑料膜搭接处也要用砂袋压住，防止海浪掀起；
⑦水下铺膜时，如果密封膜因强度不足而产生撕裂，可采取下面的措施：在向横滚动杆上卷密封膜时，可在膜上加上一条土工布，将土工布一并卷在横滚动杆上；在水下铺膜时，同时拉住密封膜和土工布，当一条密封膜铺完后，将土工布收起，铺下一条密封膜时可继续使用；
(3)技术特征
①水下铺膜采用平铺膜工艺，无需开挖密封沟，塑料膜的铺设范围超出加固区边界不少于5m，边缘外的塑料膜用砂袋压住，以防止塑料膜被海浪卷起；
②水下每层密封膜可分几次铺设，两张膜之间的搭接宽度不得小于5m，且搭接处要用砂袋压住；
6)连接抽真空设备
(1)设备
射流泵采用立式抽真空设备，其潜水泵的功率不低于7.5kW，射流箱只起到固定射流泵和射流器的作用，其底部和侧面要开孔，便于沉入水中；
(2)施工过程
抽真空设备的潜水泵、射流器、射流箱、电缆和与出膜装置连接的胶管等可在陆上先连接好，然后用船吊吊到指定位置，沉入水下，在水下将连接胶管与膜下的出膜装置连接好，射流泵接好后，就可以开泵抽气；
(3)技术特征
①水下抽真空设备的射流箱底部和侧面要开孔，便于沉入水中；
②抽真空设备的潜水泵、射流器、射流箱、电缆和与出膜装置连接的胶管等可在陆上先连接好，在水下只需将连接胶管与膜下的出膜装置连接好即可；
7)抽真空
开泵试抽气，膜下真空度稳定后正式开始抽气，
所述的水下真空预压加固软基技术方法，其中是将铺砂垫层、铺设滤管和铺膜结合在一起的施工方法。

2、  根据权利要求1所述的水下真空预压加固软基技术方法，其特征在于：采用充砂被方法代替方法中3)铺设滤管、4)第二次水下铺砂、5)铺密封膜步骤的方法，
充砂被方法为：
(1)方法说明
该方法是将铺砂垫层、铺设滤管和铺膜结合在一起的施工方法其施工过程如下：
将滤管和抽真空装置的膜下部分固定好，放置在砂被内，同时将密封膜包裹在砂被上表面，在打设完塑料排水板后将砂袋下沉到指定位置，从充砂口向砂袋内充砂；砂层厚度达到设计要求后将沙袋周围多余的密封膜向四周展开，用砂袋压住；然后将射流泵的的潜水泵、射流器、射流箱、与出膜装置的连接胶管、电缆等可在陆上连接好，用船吊吊到指定位置，沉入水下，在水下将连接胶管与膜下的出膜装置连接好；就可以进行抽真空施工了。该方法适用于小面积的水下真空预压工程；
(2)技术特征
该方法是将铺砂垫层、铺设滤管和铺膜结合在一起，铺膜质量有保证，适用于小面积的水下真空预压工程；
所述的水下真空预压加固软基技术方法，其施工方法，透水塑料板方法，这种方法都是将第二次铺砂垫层、埋设滤管和铺膜结合起来的方法。

3.  根据权利要求1所述的水下真空预压加固软基技术方法，其特征在于：采用透水塑料板方法代替方法中3)铺设滤管、4)第二次水下铺砂、步骤的方法，
透水塑料板方法：
(1)方法说明
该方法是铺设滤管方法的变种，可在砂垫层上直接铺设，其上不需要二次铺砂，其施工过程如下：
预制空心的透水塑料板，块与块之间可以拼接，并且拼接好后刚好使得板中的通水管道拼接在一起；在有的透水塑料板中嵌入出膜装置，并使出膜装置和管道相连，出膜装置的法兰盘与透水塑料板的表面在同一平面上；透水塑料板拼接完成后铺滤管工作即告结束，然后可以在其上铺设密封膜；
(2)技术特征
该方法塑料透水板可在工厂预制，拼接后表面较平整，便于铺膜施工。

水下真空预压加固软基技术方法
技术领域  本技术属于土木工程地基与基础的水下软基处理技术，特别涉及一种水下真空预压加固软基技术方法。
背景技术
软土地基在欧美各国、日本、东南亚和我国都有分布，其特点是含水量高、孔隙比大、强度低、压缩性高、渗透性小。随着国民经济的发展，很多工程不得不建造在软土地基上，为保证建筑物的安全和正常使用，除非采用深基础，否则必须对天然地基进行加固处理。
加固软土地基的方法很多，但每种方法都有一定的适用范围，必须根据地质情况、施工条件、地区特点及使用要求进行选择，同时，应遵守就地取材、因地制宜、节约三材的原则，以期得到最大的经济效益。真空预压法就是在这种基础上提出来的。根据交通部的安排，在天津港务局的大力支持下，天津港湾工程研究所于1980年开始了真空预压的研究，开展了11m×24m的现场探索试验，进行了550m²与1250m²的中间试验，研究出了合适的抽真空设备和铺膜工艺，真空预压施工获得了成功。同时联合天津大学在分析国内外研究资料的基础上，进行了真空预压机理研究，提出了负压条件下的固结模型和解题方法。1883年，真空预压法加固软土地基技术正式列入国家“六五”科技攻关项目并于1985年通过了国家鉴定，随后广泛应用于港口、公路、水利工程等领域，加固面积已超过450万平方米，取得了巨大的经济效益和社会效益。
目前，在真空预压法加固软土地基技术的理论和实际应用方面，我国在世界上已处于领先地位，对真空预压法加固机理的研究也比较透彻。但将该项技术拓展于水下软基的技术研究及应用却一直未能实现，其主要原因是水下真空预压加固机理尚不甚清楚以及水下施工工艺存在诸多难题。到目前为止，对水下真空预压技术研究的深度较浅，日本、英国、美国等少数国家有一些试验或构想，例如日本在大阪南港进行过刚性膜的水下真空预压试验，在关西海湾进行过单孔刚性密封帽的水下真空预压试验，这两项试验不仅面积小，而且都因工艺和抽真空设备问题，未能达到满意的效果。1985-1986年天津港湾工程研究所结合天津新港东突堤码头岸坡稳定，在潮间带曾进行过真空预压试验，试验面积30×20m²，膜上水深在0-6m之间变化，真空压力达550mmHg，真空预压64天，中心点沉降79.5cm，深度8m范围内强度增长达67～171％，取得了较好的加固效果。该试验针对陆上真空预压有两点改进：首先，密封膜选用的是0.2～0.4mm厚的风筒革，铺膜工艺为卷装铺设工艺，但铺膜是在落潮时试验区露出水面后进行的，不是真正意义上的水下铺膜。其次，为了克服涨潮对抽真空设备的影响，将离心泵和射流泵分离，射流泵留在水下，离心泵放置在小船(方驳)上，离心泵和射流泵用供水管连接。尽管其铺膜工艺和抽真空设备有所改进，但是并没有真正解决水下真空预压技术应用于深水(如水深10m)中的施工技术难题。在此后的十几年中，由于没有合适的依托工程和研究经费，这项技术的开发应用就一直处于搁置状态。
随着沿海滩涂的开发和港口建设向深水发展，水下真空预压技术有着广阔的应用前景和适用性，一旦成功实施，至少可以在以下工程中得到应用：
(1)水下开挖工程
由于港口建设受工期、施工场地的限制，水下淤泥在边坡较陡又未被加固的情况下进行开挖，易于导致滑坡，比如天津港南疆港区焦炭泊位挖泥过程中的滑坡。为避免出现岸坡失稳问题，天津港北港池集装箱码头工程的建设中，采用的处理方法是先回填形成陆域，然后采用真空联合堆载预压加固，最后再开挖岸坡，这样虽然保证了岸坡开挖过程中的稳定性，但延长了工期，增加了工程造价。如果提前采用水下真空预压技术对放坡处水下淤泥进行加固，使其强度提高，同样可以保证岸坡的稳定性，但工期缩短，造价降低。
(2)高桩码头的岸坡处理工程
a、高桩码头接岸结构施工回填时岸坡产生的位移造成码头后几排桩、梁、板变形、开裂等问题是高桩码头施工过程中的普遍问题，更有甚者，岸坡产生的位移会将桩挤断，使码头结构受到破坏，给业主单位造成巨大的损失，例如天津港南疆矿石码头的岸坡位移造成30多根桩产生较大的位移或折断。如果提前采用水下真空预压技术对岸坡处水下淤泥进行加固后再打桩，就可以避免上述问题的发生，提高码头的使用年限。
b、采用水下真空预压技术还可以减小高桩码头的承台宽度，增加后方陆域堆场的使用面积，提高堆场的使用效率。由于受码头施工场地的限制，要想减小码头的承台宽度，目前只能采取下面的方法：先进行回填形成陆域，再采用陆上地基处理技术对地基进行加固，最后再开挖至设计要求的标高，采用该法施工开挖回填工作量很大，施工工期很长，且回填时易对海侧挤淤造成环境污染，比如天津港北港池集装箱码头工程采用该方法来处理，使得承台宽度由90m减少到70m。如果采用水下真空预压技术对高桩码头岸坡处水下淤泥进行加固后再开挖，在达到同样目的的情况下可减小大量的开挖工作量，并且没有回填工作量，又可缩短施工工期。
C、改变码头的结构形式
采用水下真空预压技术可将部分高桩码头结构设计改为重力式码头结构，节约造价。对码头岸坡开挖到设计深度后，采用水下真空预压技术对岸坡处的软土进行加固，待地基土达到一定强度后开始重力式码头的施工，施工结束后再停止水下真空预压。
(3)防波堤施工
采用水下真空预压技术对水下软土地基进行加固后，地基土的强度得到较大提高，在保证防波堤地基稳定的基础上可以缩小防波堤断面尺寸，在节省大量材料的同时可以缩短施工工期。同时，地基土的主要沉降量在水下真空预压过程中发生，可有效地控制防波堤堤顶标高。
在防波堤施工中也可考虑边抽真空边进行防波堤施工。
(4)代替传统的换填法施工工程
近几年来国家对海上环境污染控制逐渐严格，采用传统的换填法施工作业可能给海上养殖业带来严重影响，采用水下真空预压施工技术可减少淤泥的挖填量，减少环境污染。
因此，天津港湾工程研究所一直致力于水下真空预压技术的研究，通过室内模型试验弄清了水下真空预压的加固机理，提出了一套水下真空预压施工的加固技术。
发明内容
本发明提供一种水下真空预压加固软基技术方法，为水下软土地基的加固处理提供一种新型环保的新技术。
本发明的技术内容：
1、一种水下真空预压加固软基技术方法，其特征在于：按以下步骤进行：
1)第一次水下铺砂
使用方驳，挖掘机配合进行装船和抛砂；一个单元面积抛砂完后，抛砂人员用水砣对该断面进行检查，对于抛砂不足的地方，进行补抛，合格后，进行下一个单元面积的抛砂，最后潜水员用刮板将砂垫层表面刮平，砂垫层厚度大于500mm；
2)水上打设塑料排水板
采用插板船进行施工，水上插板船是在一艘400t自行方驳上沿船长方向每侧并排平行安装2台门架式插板机，共4台组装而成；每台插板机独立操作使用，水上打设塑料排水板，采用定位标与船上拉测绳相结合的方法，定位标两根为一组，分前后标，每组标之间距离可按划定的施工船位而定；通过调整船位，在某一位置观察前后标对齐，即可确定船舶处于这一断面位置；然后拉测绳测量前标和船舶之间的距离，调整船位，可使船舶对齐施工轴线，经过1-2次调整，可使船舶定位于预定施工位置；根据打板底标高和水深的对应关系在插管和立架上刻画明显标记，确保塑料排水板打至设计底标高；
3)铺设滤管
(1)滤管材料
滤管应采用符合设计或规范要求的内夹铅丝的塑料管，打眼加工后，包好土工织物滤水层，捆扎结实，并使滤水层只透水不透砂；
(2)施工过程
①滤管连接采用胶管，胶管套入滤管约10cm，用铅丝绑紧，铅丝接头严禁朝上，以免扎破滤膜；滤管相交叉处采用二通、三通或四通连接；
②滤管在陆上一次绑扎成型，并接好出膜装置的膜下部分，出膜装置法兰盘的高度应高出滤管平面0.5m，出膜装置的孔口用长木塞塞好，既防止二次抛砂时砂粒进入出膜装置内，又便于抛砂后寻找出膜装置的位置；
③将绑扎好的滤管按照设计要求的位置整体放在砂垫层表面上，若滤管浮力太大，可坠一些重块固定；
(3)技术特征
①水下滤管铺设技术是将滤管在陆上一次绑扎成形，然后按设计要求的位置整体就位，如滤管浮力太大，可坠一些重块固定；
②出膜装置法兰盘的高度应高出滤管平面0.5m，同第二次铺砂的厚度一致，以便二次铺砂后出膜装置法兰盘的标高同砂垫层顶标高一致；出膜装置的孔口用长木塞塞好，既防止二次铺砂时砂粒进入出膜装置内，又便于铺砂后寻找出膜装置的位置；
4)第二次水下铺砂
施工工艺同1)，砂垫层厚度大于500mm；
5)铺密封膜
(1)密封膜材料
采用0.3mm厚的聚氯乙烯薄膜粘接而成；
(2)施工过程
铺膜采用平铺膜工艺，不需开挖压膜沟。塑料膜的铺设范围超出加固区边界不少于5m，整个加固区铺设两层塑料膜。具体步骤如下：
①采用水下铺膜车；
②将粘接好的塑料膜卷在水下铺膜车的横滚动杆上并捆扎好，
③用船吊将水下铺膜车安放在需要铺膜的起始位置。
④在水下将塑料膜的捆扎物去掉，用三四个潜水员拉住塑料膜的边缘并贴在地面上，用船拉动水下铺膜车缓缓向前，靠滚动轮使塑料膜紧贴在地面上，直至这一宽条塑料膜铺设完毕；同时对加固区边缘外的塑料膜用砂袋压住，以防止塑料膜被海浪卷起；
⑤每次铺膜的宽度为30m，其长度可根据设计要求而定，如加固区的宽度较宽，可采用多次铺膜的方法铺完全区，两张膜之间的搭接宽度不得小于5m；
⑥铺膜完毕后，塑料膜搭接处也要用砂袋压住，防止海浪掀起；
⑦水下铺膜时，如果密封膜因强度不足而产生撕裂，可采取下面的措施：在向横滚动杆上卷密封膜时，可在膜上加上一条土工布，将土工布一并卷在横滚动杆上；在水下铺膜时，同时拉住密封膜和土工布，当一条密封膜铺完后，将土工布收起，铺下一条密封膜时可继续使用；
(3)技术特征
①水下铺膜采用平铺膜工艺，无需开挖密封沟，塑料膜的铺设范围超出加固区边界不少于5m，边缘外的塑料膜用砂袋压住，以防止塑料膜被海浪卷起；
②水下每层密封膜可分几次铺设，两张膜之间的搭接宽度不得小于5m，且搭接处要用砂袋压住；
6)连接抽真空设备
(1)设备
射流泵采用立式抽真空设备，其潜水泵的功率不低于7.5kW，射流箱只起到固定射流泵和射流器的作用，其底部和侧面要开孔，便于沉入水中；
(2)施工过程
抽真空设备的潜水泵、射流器、射流箱、电缆和与出膜装置连接的胶管等可在陆上先连接好，然后用船吊吊到指定位置，沉入水下，在水下将连接胶管与膜下的出膜装置连接好，射流泵接好后，就可以开泵抽气；
(3)技术特征
①水下抽真空设备的射流箱底部和侧面要开孔，便于沉入水中；
②抽真空设备的潜水泵、射流器、射流箱、电缆和与出膜装置连接的胶管等可在陆上先连接好，在水下只需将连接胶管与膜下的出膜装置连接好即可；
7)抽真空
开泵试抽气，膜下真空度稳定后正式开始抽气。
所述的水下真空预压加固软基技术方法，其中是将铺砂垫层、铺设滤管和铺膜结合在一起的施工方法，
2、根据本发明的第一种方法，提出第二种施工方法，其特征在于：采用充砂被方法代替方法中3)铺设滤管、4)第二次水下铺砂、5)铺密封膜步骤的方法，
充砂被方法为：
(1)方法说明
该方法是将铺砂垫层、铺设滤管和铺膜结合在一起的施工方法其施工过程如下：
将滤管和抽真空装置的膜下部分固定好，放置在砂被内，同时将密封膜包裹在砂被上表面，在打设完塑料排水板后将砂袋下沉到指定位置，从充砂口向砂袋内充砂；砂层厚度达到设计要求后将沙袋周围多余的密封膜向四周展开，用砂袋压住；然后将射流泵的的潜水泵、射流器、射流箱、与出膜装置的连接胶管、电缆等可在陆上连接好，用船吊吊到指定位置，沉入水下，在水下将连接胶管与膜下的出膜装置连接好；就可以进行抽真空施工了。该方法适用于小面积的水下真空预压工程；
(2)技术特征
该方法是将铺砂垫层、铺设滤管和铺膜结合在一起，铺膜质量有保证，适用于小面积的水下真空预压工程；
所述的水下真空预压加固软基技术方法，其施工方法，透水塑料板方法，这种方法都是将第二次铺砂垫层、埋设滤管和铺膜结合起来的方法；
3.根据发明的第一种方法，提出第三种施工方法，其特征在于：采用透水塑料板方法代替方法中3)铺设滤管、4)第二次水下铺砂、步骤的方法，
透水塑料板方法：
(1)方法说明
该方法是铺设滤管方法的变种，可在砂垫层上直接铺设，其上不需要二次铺砂，其施工过程如下：
预制空心的透水塑料板，块与块之间可以拼接，并且拼接好后刚好使得板中的通水管道拼接在一起；在有的透水塑料板中嵌入出膜装置，并使出膜装置和管道相连，出膜装置的法兰盘与透水塑料板的表面在同一平面上；透水塑料板拼接完成后铺滤管工作即告结束，然后可以在其上铺设密封膜；
(2)技术特征
该方法塑料透水板可在工厂预制，拼接后表面较平整，便于铺膜施工。
本发明的优越性及技术效果
优越性
1.利用水下真空预压技术加固软土地基，预压荷载等于预压前的孔隙水压力和预压后(完全固结)的孔隙水压力之差，当膜下砂垫层中的孔隙水压力小于0时，膜上水可全部作为预压荷载起作用，不必使用固体堆载材料。
2.水下真空预压加固软基技术可以应用于水下开挖工程、高桩码头的岸坡处理工程、防波堤施工等领域，应用前景广阔。
3.利用水下真空预压技术加固软土地基时，预压荷载快速施加，地基不会出现失稳破坏。
4.水下真空预压加固软基技术是将软土就地加固，无需清除，也不采用固化剂等化学物质，符合环保要求，避免了传统的换填法施工作业给海上养殖业带来严重影响，采用该项技术可减少淤泥的挖填量。
技术效果：
1.利用水下真空预压技术加固软土地基的预压荷载为膜上水压和膜下真空度(一般至少相当于80Kpa)之和，故预压荷载远大于80Kpa，所以加固效果好，并且可满足较大荷载下的水下地基加固要求。
2.由于较大荷载时水下真空预压不需要真空联合堆载，所以可省去大量堆载材料并缩短了施工工期。加之真空预压本身施工工期较短，从而大大加快施工进度。
附图说明
图1水下真空预压技术的加固机理图加固前
图2水下真空预压技术的加固机理图加固后
图3铺膜车示意图  1铁架、2车轮、3固定横、4横滚动杆、5滚动轮
图4铺膜车使用状态示意图
图5预制透水塑料板俯视图  6透水塑料板
图6预制透水塑料板侧视图
图7带出膜装置的透水塑料预制板俯视图  7出膜孔
图8带出膜装置的透水塑料预制板侧视图
图9带膜充砂袋方法示意图8滤管9充砂口10排气孔11密封膜层12带膜充砂被13砂14塑料排水板
具体实施例(一)经反复试验与深入研究后水下真空预压技术的创新点
1.水下真空预压技术的加固机理
水下真空预压实质上仍属于排水固结法。排水固结法的机理是设置排水系统，改善排水边界条件，缩短排水路径，加速排水，在加压系统作用下，孔隙水排出，孔隙水压力降低并转化为有效应力的增加，土体固结，消除大部分沉降而提高密实度和强度，而且卸除荷载后，虽会产生微量回弹，但大部分压缩变形为不可逆的塑性变形，土体相对于加固前处于超压密状态，从而可有效地提高地基承载力和减少沉降量。在水下真空预压过程中，土体中的孔隙水压力与排水通道(包括砂垫层和塑料排水板)中的孔隙水压力存在压力差，正是在该压力差的作用下，土体中的水得以排出，孔隙水压力降低并转化为有效应力的增加，从而使得土体得以固结，见图-1、2。
水下真空预压的特点是预压荷载等于预压前的孔隙水压力与预压结束前孔隙水压力降至最低时的孔隙水压力之差，当膜下砂垫层中的孔隙水压力小于0时，膜上水可全部作为预压荷载起作用，这时水下真空预压的预压荷载等于膜上水压和膜下真空度之和。
2、以透水塑料板代替二次铺砂和埋设滤管的方法—透水塑料板方法
(1)方法说明
其施工过程如下：
预制空心的透水塑料板，块与块之间可以拼接，并且拼接好后刚好使得板中的通水管道拼接在一起。见图5、6、在有的透水塑料板中嵌入出膜装置见图7、8，并使出膜装置和管道相连，出膜装置的法兰盘与透水塑料板的表面在同一平面上。透水塑料板拼接完成后铺滤管工作即告结束，然后可以在其上铺设密封膜。
(2)技术特征
该方法以塑料透水板代替砂垫层和滤管，因塑料透水板可在工厂预制，陆上拼接，可大大减少水上施工作业量。另外拼接后表面较平整，便于铺膜施工，避免了水下砂垫层的损失量。
3.充砂被代替二次铺砂、埋设滤管和铺膜的方法—充砂被方法
(1)方法说明
该方法是将铺砂垫层、铺设滤管和铺膜结合在一起的施工方法。其施工过程如下：
将滤管和抽真空装置的膜下部分固定好，放置在砂被内，同时将密封膜包裹在砂被上表面，见图9。在打设完塑料排水板后将砂袋下沉到指定位置，从充砂口向砂袋内充砂。砂层厚度达到设计要求后将沙袋周围多余的密封膜向四周展开，用砂袋压住。然后将射流泵的的潜水泵、射流器、射流箱、与出膜装置的连接胶管、电缆等可在陆上连接好，用船吊吊到指定位置，沉入水下，在水下将连接胶管与膜下的出膜装置连接好。就可以进行抽真空施工了。该方法适用于小面积的水下真空预压工程。
(2)技术特征
该方法是将铺砂垫层、铺设滤管和铺膜结合在一起，可大大减少水上施工作业量，对铺膜质量有保证，也避免了水下砂垫层的损失量；但它仅适用于小面积的水下真空预压工程。
(二)水下真空预压技术的施工过程    
1.第一次水下铺砂
该工序的施工工艺比较成熟，在加固区边界筑砂袋围埝，抛砂可使用600t方驳，挖掘机配合进行装船和抛砂。抛砂时要考虑潮水对砂子的影响，控制落砂点，挖掘机前后移动进行定点定量抛砂，一个单元面积抛砂完后，抛砂人员用水砣对该断面进行检查，对于抛砂不足的地方，进行补抛，合格后，进行下一个单元面积的抛砂，最后潜水员用刮板将砂垫层表面刮平。砂垫层厚度500mm。
2.水上打设塑料排水板
该工序的施工工艺比较成熟，可采用插板船进行施工，水上插板船是在一艘400t自行方驳上沿船长方向每侧并排平行安装2台门架式插板机(共4台)组装而成。每台插板机均可独立操作使用，水上打设塑料排水板可采用定位标与船上拉测绳相结合的方法，此法可满足排水板打设平面控制质量要求标准。定位标两根为一组，分前后标，每组标之间距离可按划定的施工船位而定；通过调整船位，在某一位置观察前后标对齐，即可确定船舶处于这一断面位置。然后拉测绳测量前标和船舶之间的距离，调整船位，可使船舶对齐施工轴线，经过1-2次调整，可使船舶定位于预定施工位置。根据打板底标高和水深的对应关系在插管和立架上刻画明显标记，确保塑料排水板打至设计底标高。对于深水作业，由于水下剪断排水板很不方便，也可考虑定长排水板的施工方法，
3.铺设滤管
见上面的说明。
4.第二次水下铺砂
见上面的说明
5.铺密封膜
见上面的说明。
6连接抽真空设备
见上面的说明。
7抽真空
开泵试抽气，膜下真空度稳定后正式开始抽气。