真空聯(lián)合堆載預(yù)壓在沿海灘涂地區(qū)的應(yīng)用

李福寶，王順利

（青島市政工程設(shè)計研究院，山東青島 266071）

0 前言

軟弱粘土層在沿海地區(qū)分布廣泛，其在荷載作用下會產(chǎn)生較大的沉降。為滿足工程建設(shè)的需要，減小其沉降變形，提高承載力和穩(wěn)定性，應(yīng)對其進行加固處理。真空聯(lián)合堆載預(yù)壓法是軟土地基加固方法的一種，在處理該類軟土地基方面能夠起到良好的效果，在工程中得到了普遍應(yīng)用。

青島四方新區(qū)歡樂濱海城項目為青島市“環(huán)灣保護、擁灣發(fā)展”的重點啟動項目，其位于環(huán)灣大道瑞昌路出口處，東臨環(huán)灣大道，西臨膠州灣見圖1）。該區(qū)域場地為近年來經(jīng)圈圍膠州灣東側(cè)部分水域，并陸續(xù)回填、吹填而成，為典型的沿海軟土地基。濱海城內(nèi)的規(guī)劃橫B 3路的軟土地基加固采用了真空聯(lián)合堆載預(yù)壓法，并取得了良好的效果。

圖1 工程位置示意圖

1 工程概述

規(guī)劃橫B3路為濱海城內(nèi)的一條東西向道路，道路寬度為14m，全長約400m。根據(jù)場區(qū)內(nèi)地勘報告，場區(qū)主要為第四系全新統(tǒng)人工填土層、海相沉積層、上更新統(tǒng)陸相沼澤化層及上更新統(tǒng)洪沖積層，其上部土層分布特征及其物理力學(xué)主要性質(zhì)如下：

第①層，沖填土：該層為沖填淤泥在區(qū)內(nèi)淤積形成，其層厚為0.80～10.50m，平均厚度較大，成分均一，強度極低，壓縮性大。第①1層，雜填土層 其層厚為2.10～13.40m，以回填碎石土為主，混較多塊石、磚塊、混凝土塊等建筑垃圾，局部區(qū)域含少量生活垃圾，個別鉆孔局部揭露有中～細砂。第④層、含淤泥粉細砂：該層局部分布，其層厚為0.50～6.00m，以粉細砂為主，混淤泥或淤泥質(zhì)土含量約25%～35%，含有機質(zhì)及腐爛植物體，夾有貝類殘骸，砂質(zhì)均勻，手感細膩。該層地基承載力基本容許值 [fa0]=70k Pa，變形模量E0=4.0M Pa。第⑥層、淤泥：該層廣泛分布于場區(qū)，其層厚為1.20～9.40m，塑性較差，局部相變?yōu)榉奂毶啊?/p>

根據(jù)場地工程地質(zhì)情況的描述，可知場區(qū)上層軟弱土遍布，且土層較厚，具有高含水量、大孔隙比、高壓縮性、低強度等特性，為不良地基土層，需要進行路基加固處理。

2 工程加固設(shè)計

由于該種軟土具有高含水量、高壓縮性、低強度、低滲透性等特點，采用強夯加固容易出現(xiàn)“橡皮土”現(xiàn)象而影響加固效果；軟土層較厚，采用換填法會大幅度增加工程造價；樁擠密法等加固方法造價高且施工質(zhì)量難以控制。綜合比較后，本工程采用真空聯(lián)合堆載預(yù)壓法進行地基加固。

真空聯(lián)合堆載預(yù)壓設(shè)計包括排水系統(tǒng)及預(yù)壓系統(tǒng)兩大部分。排水系統(tǒng)主要由密封帷幕、塑料排水板及砂墊層等組成。預(yù)壓設(shè)計堆載為30k Pa，待真空度達到設(shè)計值并穩(wěn)定后進行加載，采用堆土方法實現(xiàn)。

（1）密封帷幕

為保證真空預(yù)壓的密封性，在待處理路基周圍先用密封帷幕的方式進行封堵，然后進行排水板的施工。帷幕采用樁徑為0.6m的雙排攪拌樁，樁縱橫向咬合均為0.2m（見圖2）。

圖2 帷幕樁平面示意圖（單位：m）

（2）塑料排水板及砂墊層

塑料排水板規(guī)格為100mm×4mm，打設(shè)長度為12m，正方形布置，間距0.8m。排水砂墊層采用清潔中粗砂，含泥量不大于3%，砂墊層厚度為50cm，分階段鋪設(shè)，施工場地平整后先鋪25c m砂墊層，排水板施工結(jié)束后再鋪25cm砂墊層。

（3）真空預(yù)壓

膜下真空度設(shè)計值為80k Pa，密封膜采用三層聚乙烯薄膜。真空濾管采用Φ60mm PVC管，管壁打設(shè)網(wǎng)眼且外包一層濾網(wǎng)。射流泵和濾管、濾管之間用兩通、三通和四通連接。

3 工程施工

施工過程主要為真空預(yù)壓和堆載預(yù)壓兩個過程：真空預(yù)壓包括設(shè)置豎向排水體及水平向排水體、設(shè)置抽真空裝置、密封、抽真空；當(dāng)真空度達到一定值以上后，在真空薄膜上分級分次加載，以滿足設(shè)計要求。具體施工工藝如下：

（1）塑料排水板施工：先將場地地表水疏干，平整埂壩進行場地整平，鋪設(shè)一層有紡編織布及一層土工布，五層荊芭片，其上鋪設(shè)工作墊層(回填料為風(fēng)化砂或海砂)，然后鋪筑2 5c m中砂墊層，插板機在墊層上作業(yè)，打設(shè)塑料排水板。排水板施工后，將表面平整，然后鋪設(shè)真空濾管。

（2）真空濾管布置：真空濾管采用Φ60mm PVC管(打孔后外面包裹土工布)，濾管縱向布置間距7m，橫向布置間距6m，濾管交叉處用十字接頭連接。管路連接好之后，進行25cm表面砂墊層的施工，把排水板頭和真空濾管埋人砂墊層中，墊層表面平整，無尖狀物。抽真空管路從濾管上接出，經(jīng)密封由出膜器通出，將出膜器與射流式真空泵連接。

（3）密封薄膜施工：密封膜采用三層聚乙烯薄膜，每層膜厚度0.12～0.14mm，膜之間采用一次熱合成型連接。為保證密封薄膜不受損，可在砂墊層上先鋪一層400g/m2無紡布，然后進行密封薄膜施工。薄膜現(xiàn)場粘結(jié)時，應(yīng)保持粘結(jié)部位的清潔，粘貼時在縫下墊一塊長條形光面木板，上膠后用力壓緊，然后抽板后移，依次沿縫向后粘接，注意剛粘結(jié)部分不能馬上受力。

（4）真空預(yù)壓：射流泵、沉降標(biāo)等布置后，調(diào)整各種觀測儀器的初讀數(shù)，進行開泵試抽氣，以檢驗各種設(shè)備是否正常工作，同時細致檢查薄膜的密封情況，以及各裝置接頭連接情況，發(fā)現(xiàn)漏氣的地方應(yīng)立即進行處理。試抽階段的檢查是一項十分必要的工作，對保證膜下真空度有著很重要的影響。試抽氣一般5～10d，當(dāng)真空度達60k Pa，抽氣正常，真空預(yù)壓開始。真空度達到80k Pa以后，穩(wěn)定真空度直到工程結(jié)束。

4 工程檢測

本工程總處理面積約為8000m2，日投入7.5 k W真空泵9臺，平均每臺真空泵承擔(dān)約900m2的處理面積。2010年8月19日開始抽真空，經(jīng)查漏補漏，12d后真空度達到80k Pa并一直穩(wěn)定在80k Pa以上，略低于泵上真空約5k Pa，并逐漸穩(wěn)定，效果很好，抽真空至2010年11月19日結(jié)束，共歷時90d?？紤]到工期因素，堆載在膜下真空度穩(wěn)定在80k Pa后立即施加，累計填筑高度1.5m。

加固施工過程中，為了及時掌握加固進程，驗證加固效果，委托青島市勘察測繪研究院對工程進行了真空度、地表沉降、孔隙水壓力等的數(shù)據(jù)檢測。檢測結(jié)果表明，至2011年1月，土層平均固結(jié)度達到9 7.5%，監(jiān)測點平均沉降速率為-1.5m m/d，孔隙水壓力基本趨于穩(wěn)定，根據(jù)檢測結(jié)果，地基加固達到了預(yù)期要求，見圖3。

5 結(jié)語

圖3 孔隙水壓力變化示意圖（豎向：kPa，水平：day）

本工程運用真空聯(lián)合堆載預(yù)壓方法進行軟土地基加固，充分發(fā)揮了真空預(yù)壓法及堆載預(yù)壓法兩種軟基處理方法的優(yōu)勢，加速了軟土路基排水固結(jié)的速度，施工中路基的穩(wěn)定性得到了保證，該種軟基加固的施工工藝及質(zhì)量控制方法得到了進一步驗證，可供類似工程參考。

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