真空聯合堆載預壓在沿海灘涂地區的應用

李福寶，王順利

（青島市政工程設計研究院，山東青島 266071）

0 前言

軟弱粘土層在沿海地區分布廣泛，其在荷載作用下會產生較大的沉降。為滿足工程建設的需要，減小其沉降變形，提高承載力和穩定性，應對其進行加固處理。真空聯合堆載預壓法是軟土地基加固方法的一種，在處理該類軟土地基方面能夠起到良好的效果，在工程中得到了普遍應用。

青島四方新區歡樂濱海城項目為青島市“環灣保護、擁灣發展”的重點啟動項目，其位于環灣大道瑞昌路出口處，東臨環灣大道，西臨膠州灣見圖1）。該區域場地為近年來經圈圍膠州灣東側部分水域，并陸續回填、吹填而成，為典型的沿海軟土地基。濱海城內的規劃橫B 3路的軟土地基加固采用了真空聯合堆載預壓法，并取得了良好的效果。

圖1 工程位置示意圖

1 工程概述

規劃橫B3路為濱海城內的一條東西向道路，道路寬度為14m，全長約400m。根據場區內地勘報告，場區主要為第四系全新統人工填土層、海相沉積層、上更新統陸相沼澤化層及上更新統洪沖積層，其上部土層分布特征及其物理力學主要性質如下：

第①層，沖填土：該層為沖填淤泥在區內淤積形成，其層厚為0.80～10.50m，平均厚度較大，成分均一，強度極低，壓縮性大。第①1層，雜填土層 其層厚為2.10～13.40m，以回填碎石土為主，混較多塊石、磚塊、混凝土塊等建筑垃圾，局部區域含少量生活垃圾，個別鉆孔局部揭露有中～細砂。第④層、含淤泥粉細砂：該層局部分布，其層厚為0.50～6.00m，以粉細砂為主，混淤泥或淤泥質土含量約25%～35%，含有機質及腐爛植物體，夾有貝類殘骸，砂質均勻，手感細膩。該層地基承載力基本容許值 [fa0]=70k Pa，變形模量E0=4.0M Pa。第⑥層、淤泥：該層廣泛分布于場區，其層厚為1.20～9.40m，塑性較差，局部相變為粉細砂。

根據場地工程地質情況的描述，可知場區上層軟弱土遍布，且土層較厚，具有高含水量、大孔隙比、高壓縮性、低強度等特性，為不良地基土層，需要進行路基加固處理。

2 工程加固設計

由于該種軟土具有高含水量、高壓縮性、低強度、低滲透性等特點，采用強夯加固容易出現“橡皮土”現象而影響加固效果；軟土層較厚，采用換填法會大幅度增加工程造價；樁擠密法等加固方法造價高且施工質量難以控制。綜合比較后，本工程采用真空聯合堆載預壓法進行地基加固。

真空聯合堆載預壓設計包括排水系統及預壓系統兩大部分。排水系統主要由密封帷幕、塑料排水板及砂墊層等組成。預壓設計堆載為30k Pa，待真空度達到設計值并穩定后進行加載，采用堆土方法實現。

（1）密封帷幕

為保證真空預壓的密封性，在待處理路基周圍先用密封帷幕的方式進行封堵，然后進行排水板的施工。帷幕采用樁徑為0.6m的雙排攪拌樁，樁縱橫向咬合均為0.2m（見圖2）。

圖2 帷幕樁平面示意圖（單位：m）

（2）塑料排水板及砂墊層

塑料排水板規格為100mm×4mm，打設長度為12m，正方形布置，間距0.8m。排水砂墊層采用清潔中粗砂，含泥量不大于3%，砂墊層厚度為50cm，分階段鋪設，施工場地平整后先鋪25c m砂墊層，排水板施工結束后再鋪25cm砂墊層。

（3）真空預壓

膜下真空度設計值為80k Pa，密封膜采用三層聚乙烯薄膜。真空濾管采用Φ60mm PVC管，管壁打設網眼且外包一層濾網。射流泵和濾管、濾管之間用兩通、三通和四通連接。

3 工程施工

施工過程主要為真空預壓和堆載預壓兩個過程：真空預壓包括設置豎向排水體及水平向排水體、設置抽真空裝置、密封、抽真空；當真空度達到一定值以上后，在真空薄膜上分級分次加載，以滿足設計要求。具體施工工藝如下：

（1）塑料排水板施工：先將場地地表水疏干，平整埂壩進行場地整平，鋪設一層有紡編織布及一層土工布，五層荊芭片，其上鋪設工作墊層(回填料為風化砂或海砂)，然后鋪筑2 5c m中砂墊層，插板機在墊層上作業，打設塑料排水板。排水板施工后，將表面平整，然后鋪設真空濾管。

（2）真空濾管布置：真空濾管采用Φ60mm PVC管(打孔后外面包裹土工布)，濾管縱向布置間距7m，橫向布置間距6m，濾管交叉處用十字接頭連接。管路連接好之后，進行25cm表面砂墊層的施工，把排水板頭和真空濾管埋人砂墊層中，墊層表面平整，無尖狀物。抽真空管路從濾管上接出，經密封由出膜器通出，將出膜器與射流式真空泵連接。

（3）密封薄膜施工：密封膜采用三層聚乙烯薄膜，每層膜厚度0.12～0.14mm，膜之間采用一次熱合成型連接。為保證密封薄膜不受損，可在砂墊層上先鋪一層400g/m2無紡布，然后進行密封薄膜施工。薄膜現場粘結時，應保持粘結部位的清潔，粘貼時在縫下墊一塊長條形光面木板，上膠后用力壓緊，然后抽板后移，依次沿縫向后粘接，注意剛粘結部分不能馬上受力。

（4）真空預壓：射流泵、沉降標等布置后，調整各種觀測儀器的初讀數，進行開泵試抽氣，以檢驗各種設備是否正常工作，同時細致檢查薄膜的密封情況，以及各裝置接頭連接情況，發現漏氣的地方應立即進行處理。試抽階段的檢查是一項十分必要的工作，對保證膜下真空度有著很重要的影響。試抽氣一般5～10d，當真空度達60k Pa，抽氣正常，真空預壓開始。真空度達到80k Pa以后，穩定真空度直到工程結束。

4 工程檢測

本工程總處理面積約為8000m2，日投入7.5 k W真空泵9臺，平均每臺真空泵承擔約900m2的處理面積。2010年8月19日開始抽真空，經查漏補漏，12d后真空度達到80k Pa并一直穩定在80k Pa以上，略低于泵上真空約5k Pa，并逐漸穩定，效果很好，抽真空至2010年11月19日結束，共歷時90d。考慮到工期因素，堆載在膜下真空度穩定在80k Pa后立即施加，累計填筑高度1.5m。

加固施工過程中，為了及時掌握加固進程，驗證加固效果，委托青島市勘察測繪研究院對工程進行了真空度、地表沉降、孔隙水壓力等的數據檢測。檢測結果表明，至2011年1月，土層平均固結度達到9 7.5%，監測點平均沉降速率為-1.5m m/d，孔隙水壓力基本趨于穩定，根據檢測結果，地基加固達到了預期要求，見圖3。

5 結語

圖3 孔隙水壓力變化示意圖（豎向：kPa，水平：day）

本工程運用真空聯合堆載預壓方法進行軟土地基加固，充分發揮了真空預壓法及堆載預壓法兩種軟基處理方法的優勢，加速了軟土路基排水固結的速度，施工中路基的穩定性得到了保證，該種軟基加固的施工工藝及質量控制方法得到了進一步驗證，可供類似工程參考。

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