5.3.2 实用设计方法
真空预压时，地基中的附加应力（真空度）的传递深度和分布与地基土的渗透和竖向排水体的井阻有关，因此，其总沉降量计算应与传统的堆载预压法总沉降量有所不同，严格地讲，不应采用传统的弹性理论法计算真空预压下的地基沉降。但由于真空预压下附加应力的分布尚缺乏成熟的理论，且实测真空度分布较复杂，测量精度难以满足要求。因此，在估算真空预压下的地基沉降量时，常将膜下真空度视为等效荷载，采用传统方法计算。
关于固结度的计算，已有研究和工程经验表明，真空预压法加固软土地基与堆载预压法除侧向变形方向不同外，地基土的固结特性无明显差异，符合有效应力原理，只不过是负压边界条件下的固结过程。因此真空预压或真空堆载联合预压法的土体固结计算可采用第四章中堆载预压法的方法进行。
关于排水系统和密封系统的设计请参见本章第4节有关内容。下面重点讨论强度增长的估计。
（1）真空排水预压法的强度增长特征
真空排水预压加固软基中，强度的增长与堆载排水预压法基本相同点都是形成超静水压力，并使之快速消散，将超静水压力转换成有效应力，使土体发生压密固结，抗剪强度得到增长。但是二者形成有效应力的路径是不同的，真空排水预压法的强度增长具有自己的特征。
①真空排水预压法是等向固结过程
堆载排水预压法的加固过程是一个不等向固结过程。即土体中某点的垂直向附加应力与水平向附加应力是不等的，随着超静孔隙水压力的消散，垂直和水平向有效应力的增量也是不等的。真空排水预压法加固软土地基时，由于未施加外荷载，土体内有效应力的增加等于孔隙水压力的消散，而孔隙水压力是球应力，因而土体是在等向压力下固结的。
②真空排水预压法不会产生剪切蠕动现象
堆载排水预压法中抗剪强度的提高同时也伴随着剪应力的增加，这会引起在一定程度的剪切蠕动而导致抗剪强度的衰减，因此，在天然强度很小的软黏土地基上用堆载排水预压法加固，一定要严格控制加荷速率，使地基内剪应力的增加与强度的增长相适应，以保证加固过程中的地基稳定性。真空排水预压则不同，在加固过程中土体内剪应力保持不变，无剪切蠕动现象发生，不会引起强度衰减。
③经真空排水预压法加固后表层强度增长明显、地基强度增长率大
工程实践表明，真空预压加固后地表2～3m内的土体强度增加幅度明显大于下部，其原因主要有：a.浅层土体距砂垫层近，孔隙水除了向砂井中汇集外，还流向砂垫层，三维固结效果明显；b.抽气过程中土体表层有局部非饱和区存在，增加了土中有效应力；c.砂垫层中负压通过砂井向下传递，由于井阻现象，负压沿深度逐渐衰减，表层土体受到的固结应力比深层大。
另外，与堆载预压法相比，真空排水预压法加固的地基其实测强度往往大于理论计算值，而一般堆载排水预压法的实测强度则小于计算值。
（2）真空排水预压法的强度增长计算
根据真空排水预压法强度增长的特征，其地基土的强度增长可用第4章第3节中讲到的有效应力法或有效固结压力法计算，即采用真空排水预压法加固时，地基中某一时刻的抗剪强度τct，在考虑了由于剪切而引起的强度衰减后表示为
式中：τ0——天然地基抗剪强度；
Δτct——由于固结而增长的抗剪强度增量；
η——考虑剪切变形及其他因素对强度的影响的一个综合性折减系数，虽然在真空排水预压加固中没有剪切变形引起的强度衰减量，但可把折减系数定义为综合影响系数，可在1.10～1.30之间选取。
其中由固结引起的强度增量Δτct可以考虑采用有效应力法和有效固结压力法计算。
第一种方法——有效应力法：
式中：Δσ1——地基中某一点产生的总的最大主应力增量，由一般弹性理论解计算；
Δσ1′——地基中产生的有效应力增量，在真空排水预压中即为负的孔隙水压力增量，在堆载排水预压中为（Δσ1－Δu）；
k——强度增长率，可在0.30～0.40范围内选取，不按堆载排水预压法的计算公式计算。
将式（5.8）代入式（5.7）中，得
第二种方法——有效固结压力法：
式中：Δσz——地基中某点的附加应力，取相应深度垂直排水通道中的真空度值；
Ut——地基中某点某时刻的固结度。
将式（5.10）代入式（5.7）中，得
当要对整个土层的强度增长进行估计时，可用式（5.10）来计算，只是Δσz用膜下真空度值，而Ut用设计要求达到的值，φcu用各土层的加权平均值，η仍在1.10～1.30之间选取。
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