靜壓排水固結法在軟土地基處理中的應用

段紅芳

(山西省勘察設計研究院，山西太原 030013)

1 工程概況

在軟土地層中，存在以沉積為主的軟弱粘性土，其含水量較大，同時還夾雜少量的腐泥和泥碳層。本工程為某市一新城區的建設工程，在該地區分布有大面積的軟土地層，同時厚度加厚，平均厚度達到20 m以上，軟土主要呈現流塑態，地下水位較高，土體成飽和狀態，如表1所示為工程所處地區的各土層物理指標。

表1 各土層物理指標

根據本工程所處地區的地質情況和水文條件，主要從經濟、技術等方面對多種可行地基處理方案進行對比，包括帶裝沙井、強夯等方法，最終確定了最佳的地基處理方法——靜壓排水固結處理方案。經過專家的多方論證，具體采取的靜壓排水固結方案為塑料排水板堆載預壓方案。

2 設計重點

排水固結法在軟土層中的主要應用是通過設置砂墊層以達到將地下水引到路堤邊坡之外進行自然排放的目的。本工程所處地區地勢平坦開闊，地面標高可達到1.5 m以上，同時地下水位較高，為1 m左右。在工程區域內存在大面積的魚塘，在道路兩側的地塊基本與路堤同步進行填筑。

圖1 軟基處理橫斷面示意圖

結合本工程施工特點，本工程所采取的排水固結方案主要的設計重點為通道的設置，為了很好的完成通道的設置，本工程采用了(塑料排水板)+(排水砂層)+(碎石盲溝)+(集水井)+(人工泵抽水)+(引流臨時排水溝)+(外部臨時儲水池)的組合排水系統。如圖1所示為本工程所處區域軟基處理橫斷面示意圖。

3 技術要求和施工要點

3.1 技術要求

本工程中軟土地層在經過靜壓排水固結之后，應滿足以下幾點技術要求:工后沉降應控制在25 cm以內;差異沉降應控制在0.1%以內;超載預壓期應控制在90 d以上，同時固結度應控制在85%以上，滿足壓實度要求之后才可進行卸載(固結度可通過沉降曲線進行確定)。

本工程采用的靜壓排水固結法，具體的參數設置為:排水板的間距應控制在120 cm，呈等邊三角形布置，平均深度應在20 m。

3.2 施工要點

1)場地清理和平整。對于施工現場內存在的建筑物、設施以及障礙物應進行拆除或者遷移;清除場地內的大塊石頭、樹木以及根植物等，場地清理的結果確保場地平順無雜物。對于場地內的非魚塘部分，應對其進行推挖平整;對于場地內的魚塘部分，應進行回填，回填材料應為非透水性粘質土。道路沿線的場地土在進行平整處理之后應滿足的要求為設計控制標高應為1 m。當進行大面積長直段落的平整時，應根據實地現在標高進行場地的平整，同時對于不同平整平面之間的交接處，應做好順接處理，以確保能夠滿足下一道施工工序的要求。

2)鋪土工布及砂墊層。本工程中所使用的土工布采用的連續方式為雙排線折疊縫和連接，接縫處應滿足縫合寬度不小于30 cm的要求。砂墊層所采用的材料應為中粗砂，厚度為50 cm，在使用之前應確保中粗砂中無雜物，同時應將其含泥量控制在5%以下，細度模數控制在2.3以下。砂墊層是鋪設在土工布上面的。

3)施工盲溝及集水井。a.在砂墊層施工完成之后，即可進行排水盲溝的施工。排水盲溝應沿著道路中軸線進行布置，橫向應每隔100 m布置一道。b.本工程所使用的盲溝其具體形狀為倒梯形，上部寬度為80 cm，下部寬度為40 cm，高度為75 cm。盲溝構造為用針刺無紡土工布包裹碎石，碎石應滿足均勻級配的要求，同時粒徑應控制在3 cm～5 cm。土工布之間的搭接長度應滿足不少于20 cm的要求，土工布所采用的材料同上所述。c.集水井的布置應每間隔100 m布置一個，其具體位置位于土工布之上。集水井的材料為鋼筋混凝土管，直徑為700 mm。d.相鄰集水井的中間作為分水點，對盲溝進行縱向找坡，坡度應控制在1%以上。e.盲溝和集水井的施工過程中，應將井內水高控制在60 cm以下，如有超過應及時進行抽水處理。

4)塑料排水板的施工。a.本工程所采用的塑料排水板為SPB-IB型，具體尺寸為100 mm×4 mm，同時所使用的排水板應滿足抗拉強度、排水等指標的要求。在進入施工現場時，應附加出廠合格證及復檢資料。抗老化強度應控制在1.5年以上。b.對于排水板的板位，應將其誤差控制在5 cm以內，同時垂直的允許偏差應控制在板長的1.5%以內;塑料排水板的長度應滿足能夠穿越軟弱層的要求，因此結合本工程的土層情況，設計所采用的排水板長度應為20 m。c.在進行反壓護道的施工時，所采用的材料為粘土，并且采取分層填筑的方式，每層的厚度應控制在50 cm左右，分四層進行填筑，并用推土機進行2遍的碾壓壓實。

5)軟基填土。a.對于軟弱地基所采用的填土材料應為粉細砂，同時兩側用粘性土進行包邊，包邊粘性土的設計水平寬度應控制在2.5 m以上。對于邊坡，應將其坡度控制在1∶1以內。在正式進行軟土地基的填筑之前，應確保附帶有砂料的重型技術試驗資料。b.在軟土地基的填筑過程中，地基的沉降是處于不斷地增長的過程，因此在實際施工中，應考慮地基的沉降情況。在超載前應采用分層碾壓的方式直到填筑到路面高程，同時地基的密實度應符合設計和規范要求。c.在填筑過程中，對于填土的松鋪厚度，應根據不同的壓實機具選擇不同的松鋪厚度，一般松鋪厚度均不超過30 cm。第一層松鋪厚度可以適當加大，但是也應控制在50 cm以內;填土的含水量應控制在最佳含水量附近，這樣才能確保填土的壓實效果。d.在填筑過程中，應根據現場的觀測結果適當的進行填土速度的調整，從而達到最佳的填土效果。

6)超載預壓、卸載。a.當軟土地基填筑施工達到設計高程之后，即可對其進行驗收，確認合格之后可進行超載預壓。超載的厚度應控制在2 m，分兩層進行堆載，同時在堆載中應嚴格控制好填土的速度。b.超載的預壓期應至少在90 d以上，同時固結度應控制在85%以上，滿足壓實度要求之后才可進行卸載。固結度的確定可以通過沉降曲線求得。c.按要求的預壓期進行超載施工之后，即可進行卸載。卸載之后的交工面土基的回填模量應滿足25 MPa以上的要求，之后應再次進行碾壓施工。

4 沉降觀測成果分析

根據相關的要求進行沉降觀測斷面的布置，通過施工現場實測的觀測數據，根據相關的公式，可以計算出各點的最終沉降、剩余沉降以及固結度。根據相關的經驗，可以知道通過沉降速率可以很好的預估沉降的發展趨勢，本工程將1 mm/d的沉降速率作為卸載的控制標準，經過觀測，本工程中大多數的沉降速率均處于0.5 mm/d～1 mm/d之間。對于堆載預壓中沉降速率超過1 mm/d的部位，應延長堆載時間以達到設計和規范要求。

5 結語

軟土地基問題已經逐漸成為當前土建工程施工重點關注問題，文章通過結合軟土地基處理工程實例，采取的靜壓排水固結方案為塑料排水板堆載預壓方案，系統探討靜壓排水固結法在地基處理中的應用，從工程實施效果表明，靜壓排水固結工藝在本工程中取得了較好經濟效益，可為同類工程提供參考借鑒。

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