真空聯(lián)合堆載預(yù)壓在臨海陸域形成區(qū)的應(yīng)用

彭齊彬

摘要：本文以連云港臨海陸域形成區(qū)軟基施工中成功應(yīng)用的真空聯(lián)合堆載預(yù)壓法為例，詳細(xì)介紹了真空聯(lián)合堆載預(yù)壓基本原理、加固特點(diǎn)，綜合分析了該方法的應(yīng)用效果，為今后類似工程的施工提供借鑒。

關(guān)鍵詞：陸域形成；軟土地基；真空聯(lián)合堆載預(yù)壓；

連云港地區(qū)軟土分布較廣，其軟土特點(diǎn)是含水量大、強(qiáng)度低、壓縮性大，無法滿足工程建設(shè)需要。為縮短工期和滿足高標(biāo)準(zhǔn)加固要求，產(chǎn)生了真空聯(lián)合堆載預(yù)壓處理軟土地基的方法。

1、工程概況

項(xiàng)目所在區(qū)域大部分為鹽田，地勢比較平坦。場區(qū)分布淤泥層，灰色、飽和、流塑，切面有光澤，含有機(jī)質(zhì)及腐植物，局部夾團(tuán)粉狀土；強(qiáng)度低、易觸變、蠕動(dòng)和震陷，壓縮性高，工程性能極差，屬不良工程地質(zhì)。

2、真空聯(lián)合堆載預(yù)壓原理

真空聯(lián)合堆載預(yù)壓是在真空預(yù)壓的基礎(chǔ)上輔以常規(guī)的堆載預(yù)壓，是兩種加固手段的疊加的一種地基加固方法。首先按常規(guī)方法進(jìn)行真空預(yù)壓施工，真空度達(dá)到要求后在真空膜上逐級實(shí)行堆載預(yù)壓，使地基在真空與堆載的共同作用下得到加固。

3、真空聯(lián)合堆載預(yù)壓方案

3.1概述

真空聯(lián)合堆載預(yù)壓的排水固結(jié)法進(jìn)行地基加固流程如下：在需要加固的軟土地基上設(shè)置垂直、水平排水通道后，在地表上覆蓋密封膜隔絕空氣，再通過埋設(shè)于砂墊層的吸水管道，用真空泵進(jìn)行抽氣，在膜內(nèi)外產(chǎn)生一個(gè)氣壓差成為作用于地基上的載荷，真空穩(wěn)定之后再進(jìn)行堆載預(yù)壓形成聯(lián)合預(yù)壓的效果。

3.2 方案設(shè)計(jì)

鋪設(shè)風(fēng)化砂墊層后插打塑料排水板至淤泥底標(biāo)高，待插板完成半個(gè)月后，鋪設(shè)真空主管、支管等與排水板連接。再繼續(xù)鋪設(shè)編織布、三層密封膜、無紡?fù)凉げ迹趬耗虾弯佋O(shè)密封膜進(jìn)行真空預(yù)壓。抽真空穩(wěn)定后在土工布上鋪設(shè)石屑和堆載料，連續(xù)抽真空，當(dāng)推算固結(jié)度大于85%或連續(xù)10天實(shí)測沉降速率≦2.0mm/天，視為聯(lián)合預(yù)壓合格停泵卸載。

4、施工工藝

4.1砂墊層施工和打設(shè)塑料排水板

待回填素填土后，對加固區(qū)進(jìn)行整平。鋪設(shè)50cm厚風(fēng)化砂后施打B型塑料排水板作為豎向排水通道。排水板外露60cm以便與手型接頭連接，深層處理要求打至淤泥底標(biāo)高。

4.2輔助設(shè)施鋪設(shè)和真空預(yù)壓

真空管鋪時(shí)先將接頭與排水板頭連接鋪設(shè)主、支真空管，真空主管通過出膜器與吸水膠管和真空泵連接。無紡布鋪設(shè)采用雙排線重疊，用“包縫”縫合連接。密封膜采用聚乙烯或聚乙烯薄膜，壓膜溝開挖后清除溝內(nèi)雜物，鋪設(shè)密封膜后用素粘土將溝回填。堆載料為1.65米厚石料。堆載料堆載是軟基處理的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，是計(jì)算抽真空的開始節(jié)點(diǎn)。真空預(yù)壓維持膜下真空度80Kpa以上，抽真空有效時(shí)間約6-8個(gè)月，真空泵按900-1100m2/臺布置。要求真空泵在抽真空過程中開泵率不得低于80%。

4.3土力監(jiān)測

①地表沉降監(jiān)測：軟基表面沉降是地基處理分析的基礎(chǔ)，其變化是施工過程中控制堆載料加載進(jìn)度和安排下道工序施工的最重要的因素。

根據(jù)檢測成果得知，聯(lián)合預(yù)壓方法對土體起到加速沉降的作用；在真空荷載開始施加時(shí)，由于土體孔隙較大和可壓縮性高，沉降量最大達(dá)到2.2cm/天，經(jīng)過一段時(shí)間之后沉降量逐漸趨于相對穩(wěn)定。堆載施加后沉降再次加速，由前期的0.5cm/天增加到0.8cm/天，然后沉降速率逐漸減小到0.48cm/天，最終達(dá)到0.17cm/天，最后各條沉降曲線趨于水平。說明土體固結(jié)變化過程是一個(gè)逐漸收斂的過程，最后達(dá)到一個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)，沉降不在發(fā)生變化。

②分層沉降監(jiān)測：通過分層沉降的觀測看出不同深度土體在初期都有較大的沉降速率，隨著時(shí)間的增加，土層各個(gè)深度的沉降速率逐漸變小，沉降曲線趨于平緩，說明深層土加固效果明顯。

③孔隙水壓力監(jiān)測：從下圖可以看出，在抽真空開始后孔隙水壓力在逐漸下降，但在膜下13.0m深處，下降到一定程度后即使堆載增加真空度變化不大，仍就保持一個(gè)相對持續(xù)穩(wěn)定的數(shù)值。后期土體深處的孔隙水壓力的已經(jīng)降到低值且變化已經(jīng)很小，說明整個(gè)土體的真空度已上升并處在一個(gè)穩(wěn)定的狀態(tài)，土體的有效應(yīng)力在增加。

4.4加固效果：

采用雙曲線法計(jì)算出固結(jié)度為87.3%和沉降速率兩項(xiàng)指標(biāo)考核，沉降穩(wěn)定達(dá)到堆載預(yù)壓設(shè)計(jì)要求，停泵卸載。經(jīng)過真空聯(lián)合堆載預(yù)壓后土體的含水率和孔隙比明顯降低，土體力學(xué)性能和承載力大幅度提高，表明真空聯(lián)合堆載預(yù)壓技術(shù)成熟可靠。

5、結(jié)論

通過過程監(jiān)測，有效的指導(dǎo)了地基處理施工，可以縮短工期加快施工進(jìn)度，方案經(jīng)濟(jì)合理，保證了真空聯(lián)合堆載預(yù)壓順利進(jìn)行。

（作者單位：中鐵十局四公司）