真空預(yù)壓法加固軟土地基施工技術(shù)

□文/張文博 李 棟 趙 鵬

真空預(yù)壓法加固軟土地基施工技術(shù)

□文/張文博 李 棟 趙 鵬

在我國(guó)可利用土地資源日趨緊張的情況下，采用真空預(yù)壓法將圍海造地所形成的軟土地基進(jìn)行加固處理再利用，是一種行之有效的地基加固技術(shù)，具有成本低、效果好、工期短的施工優(yōu)點(diǎn)，目前在沿海地區(qū)被廣泛應(yīng)用。文章以實(shí)際工程為例，對(duì)該技術(shù)進(jìn)行介紹。

真空預(yù)壓；軟土地基；圍海造地；加固

真空預(yù)壓法是一項(xiàng)比較新的軟土地基加固技術(shù)，屬于排水固結(jié)法的一種。它通過(guò)鋪設(shè)水平排水砂墊層和設(shè)置在軟基中的豎向排水體，再在砂墊層上鋪設(shè)不透氣的封閉膜，通過(guò)真空泵使土體中形成負(fù)壓，將土體孔隙中的水抽出，從而增加有效應(yīng)力，使土體產(chǎn)生固結(jié)，減少后期沉降，達(dá)到了提高地基承載力的目的。

1 工程概況

工程位于天津臨港工業(yè)區(qū)，場(chǎng)地長(zhǎng)320 m、寬130 m，占地面積約42 000 m2，是通過(guò)圍海造地的方式所形成的典型陸域軟土地基，通過(guò)真空預(yù)壓法將軟土地基進(jìn)行加固，最后用于建筑工程地基。根據(jù)本工程特點(diǎn)及場(chǎng)地實(shí)際情況，通過(guò)原狀取土、標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)、取水及室內(nèi)水（土）試驗(yàn)等綜合勘察方法，得知其地質(zhì)特性見(jiàn)表1。

表1 場(chǎng)地地質(zhì)特性

由表1可知，-5 m以上基本為吹填所形成的淤泥質(zhì)和粉砂質(zhì)土層，它的主要特性表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

1）強(qiáng)度低：由于沉積的時(shí)間短，吹填土固結(jié)尚未完成，處于欠固結(jié)狀態(tài)。

2）均勻性差：由于吹填物質(zhì)來(lái)自不同水域以及水力分選的作用，吹填土土性變化較大。

3）含水量高：吹填區(qū)主要位于海邊，吹填土與地表水的水力聯(lián)系特別緊密，地下水埋深很淺，土體中含水量高，不易排出。

2 地基加固方案選擇

針對(duì)此類吹填土所形成的軟土地基，加固方法主要有真空預(yù)壓法和堆載預(yù)壓法，對(duì)于這兩種加固方法我們?cè)谑┕ぶ羞M(jìn)行對(duì)比，見(jiàn)表2。

表2 真空預(yù)壓法和堆載預(yù)壓法施工對(duì)比

由表2可知，此類軟土地基通過(guò)真空預(yù)壓法加固后，各個(gè)方面均具有優(yōu)越性，因此本工程場(chǎng)地選擇采用真空預(yù)壓法進(jìn)行地基加固。

3 真空預(yù)壓法加固軟土地基施工要求

3.1 加固場(chǎng)地要求

施工前，先將場(chǎng)地進(jìn)行平整，清除表面的積水、樹(shù)根、生活垃圾、建筑垃圾等雜物，保證場(chǎng)地的高差≯250 mm。根據(jù)設(shè)計(jì)進(jìn)行定位放線并按要求設(shè)置沉降標(biāo)。

3.2 砂墊層施工

最好采用中粗砂，鋪設(shè)厚度控制在200～300 mm，泥質(zhì)等雜質(zhì)的含量控制在5%以內(nèi)。由于沿海區(qū)域吹填后的淤泥質(zhì)土強(qiáng)度低，表層軟，無(wú)法承受人員及機(jī)械使用時(shí)的重壓，所以在類似區(qū)域進(jìn)行真空預(yù)壓法加固地基時(shí)，需根據(jù)地質(zhì)條件在砂墊層鋪設(shè)前，鋪放1～2層竹笆片或其他人工編織物，用細(xì)鐵絲或扎帶綁扎在一起，保證搭接長(zhǎng)度在200 mm以上。

為保證將來(lái)覆蓋密封膜的完整性，因此在砂墊層施工中嚴(yán)禁混有尖石、鐵器、鐵絲、塑料外殼的鋒利棱角的物體，在砂墊層鋪設(shè)完畢后，必須安排人員對(duì)砂墊層面層的雜物和可能破壞密封膜的物體進(jìn)行清除。

3.3 塑料排水板施工

塑料排水板應(yīng)在砂墊層鋪設(shè)完畢后進(jìn)行，根據(jù)設(shè)計(jì)對(duì)排水板位置逐一定位。在插板機(jī)施工中，應(yīng)該根據(jù)土層的軟硬程度確定施工方法，如果土層硬可采用振動(dòng)插板機(jī)，如果還打插不下，則需先打引孔，然后再打插導(dǎo)管。

塑料排水板施工的重點(diǎn)是控制好打入的標(biāo)高和深度，在打塑料排水板之前，先在插板機(jī)上按設(shè)計(jì)要求的板長(zhǎng)作好刻度標(biāo)記，打插過(guò)程中應(yīng)注意控制導(dǎo)管的垂直度，偏差≯1.5%，打插塑料排水板時(shí)，打入地基的塑料排水板應(yīng)為整板，防止出現(xiàn)扭結(jié)、斷裂和撕破濾膜的現(xiàn)象。

3.4 鋪設(shè)過(guò)濾管網(wǎng)

過(guò)濾管網(wǎng)一般采用φ60～70 mm的鐵管、硬塑料管或波紋管連接，將過(guò)濾管打孔加工外包濾水層，達(dá)到只透氣不透砂的效果，過(guò)濾管可采用膠管用鐵絲綁扎連接，嚴(yán)禁鐵絲四頭朝上。過(guò)濾管應(yīng)該埋在砂墊層中間，最少距離砂墊層表面50 mm。

3.5 預(yù)壓安裝

1）密封膜應(yīng)該采用聚氯乙烯膜或聚乙烯薄膜制作，密封膜的大小根據(jù)真空預(yù)壓區(qū)域大小由生產(chǎn)廠家預(yù)先定制加工，整幅密封膜的大小要能夠保證一次性全部覆蓋整個(gè)真空預(yù)壓區(qū)。加工時(shí)膜的大小考慮埋入密封溝的部分，留有足夠的富余，最小大于加固區(qū)相應(yīng)邊3～4 m。密封膜加工采用熱合法，熱合逢平搭接接縫寬度≮15 mm，嚴(yán)禁出現(xiàn)熱穿、熱合不緊等現(xiàn)象，不宜有交叉熱合縫，如果有空洞，應(yīng)及時(shí)修好，熱合完畢后必須驗(yàn)收合格方可施工下一道工序。

2）為保護(hù)密封膜，在密封膜上下各鋪設(shè)一層250 g/m2針刺無(wú)紡?fù)凉げ肌４^(guò)濾管路、真空測(cè)頭及其它觀測(cè)儀器埋設(shè)完后，在其上鋪設(shè)土工布，鋪設(shè)面積略小于密封膜（收邊2～3 m），鋪設(shè)范圍略大于加固區(qū)，每邊約加寬1 m。根據(jù)場(chǎng)地情況，按一定方向?qū)⑼凉げ颊归_(kāi)并鋪設(shè)平整。土工布搭接部位采用縫接處理，用手提縫紉機(jī)進(jìn)行縫接，縫接時(shí)搭接寬度≮30 mm。

3）密封膜按先后順序依次鋪設(shè)，先檢查土工布的平順性，去除尖利的雜物，然后將兩層聚氯乙烯薄膜依次鋪放覆蓋整個(gè)預(yù)壓區(qū)。鋪設(shè)時(shí)自一邊開(kāi)始，分層依次由近及遠(yuǎn)鋪設(shè)，將膜的四周放到密封溝底，膜邊壓入土中，溝內(nèi)覆水。

4）膜下真空度測(cè)頭均勻布置在四周角點(diǎn)和加固區(qū)中心區(qū)域的砂墊層內(nèi)，觀測(cè)點(diǎn)和觀測(cè)斷面按設(shè)計(jì)要求的數(shù)量、位置埋設(shè)，距離濾管≮2 m，四周角點(diǎn)膜下真空度測(cè)頭距加固區(qū)邊線6～7 m。

3.6 抽真空具體要求及效果

在密封溝覆水前，應(yīng)先進(jìn)行試抽真空，仔細(xì)檢查每臺(tái)射流泵的運(yùn)轉(zhuǎn)情況及密封膜的密封情況。試抽真空時(shí)間宜為7～10 d，膜下真空壓力應(yīng)達(dá)到0.06～0.08 MPa，如果低于此值，應(yīng)及時(shí)查找原因進(jìn)行處理，在此期間應(yīng)開(kāi)始真空壓力和沉降量等參數(shù)的觀測(cè)。

試抽真空達(dá)到要求后，可進(jìn)行覆水轉(zhuǎn)入正常抽真空階段，這一階段是真空預(yù)壓的主要階段，膜下真空壓力應(yīng)穩(wěn)定在0.08 MPa以上，一般持續(xù)2～5月抽真空時(shí)間。

通過(guò)對(duì)真空壓力值和地面沉降量的記錄觀測(cè)，通過(guò)一段時(shí)間的持續(xù)真空預(yù)壓，地面沉降量隨著真空壓力的持續(xù)而不斷增長(zhǎng)，軟土地基中的孔隙水也不斷減小，土體有欠固結(jié)狀態(tài)逐漸向固結(jié)狀態(tài)轉(zhuǎn)變，最終地表沉降量趨于穩(wěn)定，達(dá)到最終的地基加固處理的效果。

4 結(jié)語(yǔ)

實(shí)踐證明，真空預(yù)壓法處理軟土地基是一種有效的地基加固技術(shù)，它施工噪音小、無(wú)污染、能耗低，可縮短施工周期，提高施工建設(shè)速度，具有較高的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益，可廣泛應(yīng)用于沿海地區(qū)、輕型建（構(gòu)）筑物和消除欠固結(jié)土體對(duì)樁體的負(fù)摩擦力等方面的軟土地基加固。

[1]JTS 147-2—2009，真空預(yù)壓加固軟土地基技術(shù)規(guī)程[S].

[2]JGJ 79—2012，建筑地基處理技術(shù)規(guī)范[S].

□中國(guó)分類號(hào)：TU753.8

□李 棟、趙 鵬/中建八局第三建設(shè)有限公司。

C

1008-3197（2015）06-71-02

10.3969/j.issn.1008-3197.2015.06.025

2015-01-18

張文博/男，1985年出生，工程師，中建八局第三建設(shè)有限公司，從事工程技術(shù)管理工作。