真空預壓在港口吹填土地基加固中的應用分析

張瑞元

（中交第二航務工程局有限公司，武漢430040）

1 港口吹填土施工概述

當前國內經濟發展勢頭良好，作為航運經濟得以持續發展的必要基礎，港口工程建設也迎來了發展新時期，與之相關的吹填造陸工程規模持續加大。港口吹填土施工是一項系統性工程，其具有高度的復雜性，伴隨著各個港區的差異化，實際吹填土施工也不盡相同。

就當前的吹填軟土地基加固施工而言，真空預壓法的可行性較高，實際施工成果表明此方式所帶來的施工質量良好[1]。但也應意識到，吹填土施工過程中通常會出現各類工程質量問題，其中以淤泥包和淤泥上返現象最為明顯，從而對工程質量造成嚴重影響[2]。對此，必須做好軟土地基加固工作，控制好豎向排水管的深度，提升水平排水系統的效率，確保工藝方法的合理性，由此提升地基加固的效果。

2 工程概況

該港口工程一期施工共分為A、B、C3大區域，均對其進行圍海吹填造地施工。基于真空預壓法處理起到加固地基的效果。在鋪設水平排水通道時，需設置中粗砂排水墊層結構，在豎向排水通道施工時，需使用到塑料排水板材料，并將彼此間距控制為0.85 m，基于正方形的方式布置。

3 地質條件

分析施工區域內的地基土可知，主要以Q4后期沉積土為主，此外還伴有一定量的近期人工吹填土，具體表現為淤泥、黏土這兩大形式。受土體沉積時間較短的影響，加之自重的作用，土體尚未達到完全固結狀態。在加固前對其進行實地勘察發現，土體可細分為淤泥層、黏土層等多種土質結構，其中淤泥質黏土以及黏土層所具備的力學性能欠佳，需要圍繞其展開土層加固施工，以便保證后續吹填土施工的順利進行。

4 真孔預壓加固效果應用分析

4.1 剪切強度

在尚未開始加固施工前，選取真空預壓中心區域，在此基礎上進行十字板剪切試驗；經加固處理后再次進行相關試驗，由此得出施工前后的土層抗剪強度變化情況，具體結果可參見圖1。分析加固前后的效果可知，經加固處理后所得到的土層抗剪強度得到了明顯的改善，就強度提升幅度這一指標而言，非透氣區所帶來的效果更為良好，此外土層下部的強度提高幅度更明顯。

圖1 加固前后十字板剪切試驗

4.2 靜力觸探試驗

圖2 為2組加固前后靜力觸探曲線（C1組和C2組）。整體上看，吹填土地基經過真空預壓加固后，深度10 m內觸探貫入阻力Ps值提高明顯。同時也注意到，土層不同深度范圍內土體Ps提高程度有所不同。在0~1 m范圍內土體的Ps值約為加固前的1.5倍。1~5 m范圍內土體的Ps值提高約10倍，說明真空預壓對該土層加固顯著。而5~10 m以下土層Ps值約為加固前2倍，說明真空預壓對該土層的也產生了較好的加固效果。

圖2 加固前后靜力觸探試驗曲線

由上述結果可以得知，對于真空預壓區而言，其周邊的粉砂透氣層所帶來的沉降問題得到了良好的控制，對應的沉降量明顯偏小，在施工過程中應設置淤泥攪拌樁，從而對加固區進行密封處理。

4.3 物理力學指標

在加固前后均對施工區域進行取土試驗，圍繞物理力學性質展開分析，對改進情況進行評價，明確加固施工后帶來的真空預壓處理效果。相比于原始區域而言，經加固處理后所得到的土體含水率明顯縮減，孔隙得到了良好的控制，對應的剪切強度也有明顯的提升。由此可知，經加固處理后所得到的各類土層結構物理力學指標均得到了良好的改善，因此，在本工程中真空預壓軟基加固方式具有良好的可行性。

5 存在的問題及對策

5.1 局部出現淤泥包

在實際施工過程中出現了一些問題，對此有必要采取針對性解決措施。基于提升施工效率的目的，在做好加固工作后應隨即進行回填砂性土施工，在此環節宜使用水上吹填砂性土的方法，由此縮短施工所需時間。但過程中出現了較為明顯的淤泥包隆起現象，此時需要合理劃分回填區，由此形成若干個施工小塊，在此基礎上由分隔砂堤逐步向中部區域展開填砂施工，整個過程應以勻速的方式進行，在分叉管的作用下可以提升施工效率，并能夠實現管口的靈活移動，由此避免淤泥包聚集現象[3]。施工中需使用到門架式插板機，并在設備下方墊入一定厚度的鋼板，由此起到擴大受力面積的效果，確保施工的順利進行。

5.2 回填過程中局部區域漏砂

受吹填土軟弱性的影響，在進行荊笆以及土工布鋪設時極容易出現變形或是拉裂等現象，并進一步引發砂性土向淤泥區域沉陷的問題。對此，需要提升鋪設基層的強度，適當提升荊笆的層數，控制好搭接長度，在此基礎上方可鋪設編織布。此外，應對編制膜袋進行分塊處理，而后進行吹填施工。

5.3 打設排水板淤泥上返嚴重

在進行插板作業時，由于施工區域內的原始條件欠佳，因此，剛結束吹填后將會產生明顯的淤泥上返現象，嚴重時淤泥積深將會超過1 m，這嚴重制約了后續排水效果。為了避免此問題，則需要安排大量人員對其進行清理。由于板頭回縮均有明顯的滯后性，需要適當加長板頭外露部分的長度。

5.4 存在透氣層

在圍繞退讓區膜溝進行開挖作業時，實際所得的北側與西側地層情況與之前的勘查結果具有高度的一致性，即3 m以下區域為細砂層。由于砂層的硬度較高，加之挖機臂長的限制，極容易引發側壁坍塌現象。總體來說，此環節的施工難度較大，經開挖施工后將會存在抽真空質量隱患。對此，需要使用大功率挖掘機進行施工作業，測定開挖深度，當其達到4 m后便將淤泥與細砂混合，基于局部換填淤泥的方式可以提升密封性能。但受砂層深度較大的影響，無法完全實現隔斷，因此，所帶來的密封效果相對有限。經商談后決定按原計劃進行施工，即開挖至壓膜溝，并做好膜下區域的真空度監測工作[4]。

5.5 局部加固效果不明顯

在局部排水口施工過程中，由于吹填土具有明顯的軟弱性，即便經過了處理，但地下1.5～3.0 m范圍內的土體特性并未發生明顯的改變，依然為流泥狀。對此，以換填砂墊層等方法為基礎，做好局部的二次補強加固作業，確保區域內負荷工程要求。

應做好吹填土的控制工作，使其達到相對均衡的狀態，盡可能縮減圍池面積，均勻設置吹填口，將吹泥管安裝到位，最大限度地緩解淤泥集中堆積的現象，以便后續軟基處理的順利進行。當采用真空預壓法時應注重砂墊層的質量，確保粒徑、厚度等指標均達到工程標準，基于此方式可以形成高效的橫向排水通道。

6 結語

伴隨著港口事業的發展，真空預壓法的應用程度也逐步加深。當前，我國的港口吹填土地基加固工程已經取得了一些成果，但依然有諸多問題有待研究，對應的技術水平局限性較強。本文則對此展開了探討，提出一些可行的方法，以期給相關工程提供可行參考。