水氣分離式真空預壓技術在海堤工程軟基處理中的應用及其數值分析

◎ 陳煥龍 花錦峰 中交四航局第二工程有限公司

1.工程概況

深圳海洋科技研發服務基地項目第一標段堤防工程位于東莞市濱海灣新區臨海灘涂，主要為建設1985.52m長的海堤工程，分西北、西南及東南三個堤段，呈U型布局，其中西北堤緊鄰龍涌，西南堤和東南堤臨海而設，受海浪和潮汐的正面沖擊。西北海堤淤泥層厚度5～9m，西南和東南海堤淤泥厚度11～18m；整個海堤基礎淤泥及淤泥質粘土層分布廣泛，呈飽和流塑狀態，含少量腐殖質及貝殼碎，局部夾微薄層細砂。為提高海堤基礎強度，按設計要求，采用真空預壓工藝進行處理，真空恒壓天數為130天，膜下真空度不低于85kPa；地基處理的寬度為40m、總面積為79030m，分為A1～C4區共15個分區如圖1所示。

圖1 海堤基礎真空預壓分區圖

2.真空預壓工藝原理

真空預壓處理地基的工作原理是通過抽真空設備對打設有豎向和橫向排水通道的密封區塊進行抽氣排水。隨著水氣從排水通道內被抽離排出，排水通道與土體之間形成氣壓差，在氣壓差的作用下，土體中的孔隙水不斷地通過濾管排向排水通道匯集在總管后被排出密封區塊。隨著土體內孔隙水的排出，孔隙水壓力逐漸降低，由孔隙水承受的壓力逐漸轉化為土體應力，從而使地基應力得以增加，土體產生固結。真空預壓工作原理的特點如下：

1）密封薄膜內外存在的氣壓差產生了荷載對土體形成有效的應力。

2）隨著地下水位的降低，土體的浮容重變成濕容重，對下層土體產生附加應力，增加土體的固結壓力。……