無工作墊層真空預壓軟基處理工程施工總結

宋培偉

摘要：通過連云港港旗臺港區新世紀液體化工泊位項目罐區陸域軟基處理工程施工實例，本文詳細介紹了無工作墊層陸域真空預壓的主要施工工藝及施工效果。

關鍵詞：軟基處理 塑料排水板 真空預壓

1.工程概況

連云港港旗臺港區新世紀液體化工泊位項目罐區陸域軟基處理工程位于連云港東港區25萬噸礦石接卸碼頭東側。

本工程地基處理采用真空預壓，處理面積171675平方米。真空預壓分為I～X等十個分區，每個分區面積為17167.5平方米。

工程地質：本工程所涉及的土層地質情況自上而下分層描述如下：

第1層：沖（吹）填土（Q4^al）

灰黃色，松散，為新近人工吹填的堆積土，松散，未完成自重固結。主要由粉細砂和粘性土組成，分布不均勻。層厚在8.60～17.40米。

第2層：淤泥（Q4^mc）

灰色，流塑，飽和，干強度中等，低韌性，搖振反應無，切面光滑。含有大量有機質和腐殖質。含有少量貝殼殘骸。層頂埋深在8.60～17.40米，層厚6.80～23.20米。

第3層：粘土夾砂（Q4^mc）

灰色，軟塑，干強度低，低韌性，搖振反應中等，無光澤。含有少量貝殼殘骸，局部含砂量較高。層頂埋深在23.20～32.40米，層厚1.00～5.30米。

2.總體施工流程

施工流程為：場地整平及鋪設砂墊層一打插塑料排水板一開挖粘土壓膜溝一鋪設無紡土工一鋪設密封膜一試抽真空一真空預壓一卸載真空一檢測。

3.主要施工工藝

3.1 砂墊層施工

本工程為無施工墊層的砂墊層施工，即直接在吹填土形成陸域基礎上，回填0.5m厚砂墊層。砂墊層的總量為85838m?。

施工難點：地質為新近人工吹填的堆積土，松散，未完成自重固結，層厚在8.60～17.40米，無地基承載力，無法滿足工程施工的需要。

應對措施：針對這個問題，經過我部研究，取得設計單位同意后，通過增加荊芭和竹架等材料，提高地基承載力，使其達到滿足施工的要求。

施工工藝（從下向上）為：鋪設編織布一綁扎竹架網一鋪荊笆一鋪設編織布一砂墊層施工。

質量控制措施：

（1）以區為單位進行加工，編織布進行現場加工縫制，最終形成一個施工區域就是一整塊編織布，避免因施工擾動造成淤泥上涌，增加施工難良的現象的發生。

（2）對于荊芭，竹子質量的控制，選取質量好的材料，避免因材料老化、腐朽，達不到支撐作用要求。荊芭鋪設，采取滿鋪的方式進行，每個荊芭搭接長度為20cm。竹架采取井字形搭接，搭接長度為50cm，

（3）現場備用抽水泵，對現場的積水及時進行排除，有利于后續砂墊層施工的推進。

3.2 塑料排水板工程

本工程塑料排水板總長3588582m，施打SPB-B型塑料排水板，排水板間距為1m，正方形布置。塑料排水板入土深20m，板頭多出砂墊層0.3m，總長20.8m，采用軌道式插板機。

施工難點：本工程排水板底部處于淤泥土中，在塑料排水板插設中帶來很大的困難，回帶率高。

應對措施：

（1）提高樁靴與插管底端結合處的密封性，減少淤泥被擠入樁管。在施工過程中將樁管出料口處塑料排水板反向對折插入套管中，中間插入樁靴，施工人員抓住塑料排水板的另一端，用力向下拉，使樁靴表面的塑料排水板緊貼插管底部，然后開始進行塑料排水板施工。

（2）增加樁靴與樁管鏈接鏈條的長度，由原來的30cm增加到70cm，減緩樁靴提升的時間，使排水板在樁管向上提升過程中，利用淤泥的流塑性夾住排水板，達到留帶的目的。

（3）增加加水裝置，在插管向下插設過程中，給插管內加水，利用水自重額外增加一個向下的力，根據公式（G插管內水自重+G樁靴自重及塑料排水板自重+F土體摩擦力>N插管上提時對塑料排水板的摩阻力），從而基本上解決了塑料排水板的回帶現象。該加水裝置由水泵、塑料水管組成，在插管進料口上方固定住塑料水管的一端，水泵的開關安裝在插板機操作室，在插管向下插設過程中，操作人員打開水泵開關，給插管內加水。加水高度由操作人員根據地質情況控制，本工程插板施工實踐證明，當插管進入土層時開始加水，插至設計深度后停止加水再提管，效果較好。若遇土體中存在較厚淤泥時，可適當增加加水高度，即在插至設計深度稍停片刻再關水（以插管內的水不從進料口溢出為準），然后再向上提管，這樣可以避免淤泥擠人插管內導致回帶現象的發生，而且增加了排水板插設的成功率。

（4）改造樁靴：利用廢棄鋼筋或鋼板，在樁靴側面焊接一段鋼筋或鋼板，目的是增加樁靴自重，提高塑料排水板留在淤泥的成功率。

（5）施工中，當套管打到設計深度后，停留幾秒鐘，利用淤泥黏住外露的塑料排水板，然后緩慢提升套管，這樣可以減少回帶現象的發生。

（6）發現套管有破損小孔時，立即焊接處理，避免淤泥通過小孔滲透到插管里面，堵塞插管。

3.3真空預壓工程

本工程對真空預壓這個施工工藝，采取以下改進措施，提高軟基排水固結效果。

（1）真空預壓排水通道改進

為了提高塑料排水板的排水效率，經設計單位同意后，把支濾管的間距由原來的6m改為1m，即是將每一排的排水板通過波紋管連接起來，直接將水從波紋管排出地面。

（2）利用圍堰、自然沉降進行蓄水增壓，形成真空聯合堆載

在I～X等10個分區的四周利用袋裝土筑圍堰，把通過排水通道抽出來的水，重新利用，覆蓋在密封膜上面，利用水的自重形成水靜力堆載。根據達西定律可知，土體中孔隙水的滲透速度v與水力坡度（△h/L）成正比，增加水頭差△h和減少排水距離L，都可加速土體排水固結。

真空預壓的工作機理是通過降低土體中孔隙水壓力，即是使加固區域內形成負超靜孔隙水壓力，加固區域內外存在水頭差，最終形成滲流需要的水力梯度；而水靜力堆載預壓是由于堆載產生正的超靜孔隙水壓力（一般的堆載預壓是利用開山石進行的），通過孔壓的消散而使強度得到提高，兩者聯合作用，正負孔隙水壓力的壓差增大，增加水頭差△h，加快孔壓的消散，加固效果更好。

4.施工效果

經第三方檢測單位進行檢測，實體檢測情況如下：

從真空預壓的10個處理區域的加固前和加固后鉆孔去土檢測的土工試驗成果來看，經真空預壓地基處理，土體含水率有所降低，土體有明顯改善。

從真空預壓的10個處理區域的加固前和加固后十字板強度剪切試驗成果來看，經真空預壓地基處理，土體的十字板剪切強度有明顯的提高。

通過真空預壓地基處理過程中的空隙水壓力觀測，孔隙水壓力消散比較明顯，土體中的孔隙水排出，有效應力增長，土體逐步得到固結。

地基處理后，地基容許承載力均大于設計要求（70kpa），滿足設計要求同意卸載。

5.結語

本工程通過采取了荊芭、竹架網等措施，解決了無工作墊層進行拖工的難題，同時節約了成本；通過了改進排水通道，增加蓄水形成真空聯合堆載，加快了施工進度，縮短了工期并節約了成本，為以后的工程施工積累經驗。