淺談?wù)婵疹A(yù)壓在軟基處理中的應(yīng)用

傅亮

摘 要：真空預(yù)壓固結(jié)法是在要加固的軟土地基上打設(shè)一定間距的塑料排水板或袋裝砂井，其上面鋪設(shè)一定厚度的砂墊層，將不透氣的薄膜鋪設(shè)在需要加固的軟基表面的砂墊層上，借助射流泵和埋設(shè)在墊層中的管道，將膜下土體間的空氣抽出，形成真空，使土體排水而壓密，土體的強(qiáng)度也同時(shí)得到增長(zhǎng)，最終達(dá)到固結(jié)的目的。真空預(yù)壓適用于大面積圍海吹填造陸工程。

關(guān)鍵詞：真空預(yù)壓 軟基處理 填海造地

中圖分類號(hào)：TU47 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2017）10（c）-0067-02

目前我國(guó)處理大面積淤泥場(chǎng)地用的比較多的方法是真空預(yù)壓固結(jié)法，真空預(yù)壓固結(jié)法是在要加固的軟土地基上打設(shè)一定間距的塑料排水板或袋裝砂井，然后在其上面鋪設(shè)一定厚度的砂墊層，將不透氣的薄膜鋪設(shè)在需要加固的軟基表面的砂墊層上，借助射流泵和埋設(shè)在墊層中的管道，將膜下土體間的空氣抽出，形成真空，使土體排水而壓密，土體的強(qiáng)度也同時(shí)得到增長(zhǎng)，最終達(dá)到固結(jié)的目的。

下面就借用筆者曾經(jīng)做過的一個(gè)真空預(yù)壓的項(xiàng)目來簡(jiǎn)要說一下真空預(yù)壓在設(shè)計(jì)中的具體應(yīng)用。

1 工程概況

1.1 自然條件

本項(xiàng)目位于天津港附近，多年平均氣溫為17.8℃，年平均降雨量為501mm，降雨主要集中在6、7、8月，年平均相對(duì)濕度為64%。

1.2 地勘資料

根據(jù)勘探孔揭露的地層巖性、埋藏分布情況，現(xiàn)從上到下依次評(píng)述如下。

②1層：淤泥質(zhì)黏土（Q4m）。

灰色，飽和，流塑，具高壓縮性，土質(zhì)較均勻，含有機(jī)質(zhì)及少量貝殼碎片，夾粉土、粉質(zhì)黏土薄層或透鏡體，局部相變?yōu)橛倌嗷蛴倌噘|(zhì)粉質(zhì)黏土。

本層土在鉆孔揭露深度范圍內(nèi)普遍存在，物理力學(xué)性質(zhì)很差，厚度10.80～11.20m。

②2層：粉土（Q4m）。

灰色，很濕-濕，稍密-中密，土質(zhì)較均勻，含少量貝殼碎片，搖震反應(yīng)迅速，夾粉質(zhì)黏土薄層，局部相變?yōu)榉圪|(zhì)黏土。厚度0.30～4.10m。

②3層：淤泥質(zhì)黏土（Q4m）。

灰色，飽和，流塑，具高壓縮性，土質(zhì)較均勻，含有機(jī)質(zhì)及少量貝殼碎片，夾粉土、粉質(zhì)黏薄層或透鏡體，局部相變?yōu)橛倌噘|(zhì)粉質(zhì)黏土。厚度3.00～6.90m。

③1層：粉土（Q4mc）。

灰黃色，濕，中密-密實(shí)，土質(zhì)較均勻，含鐵質(zhì)，搖震反應(yīng)迅速，夾粉質(zhì)黏土、黏土、淤泥質(zhì)黏土透鏡體，局部相變?yōu)榉圪|(zhì)黏土、粉砂。厚度1.00～5.00m。

④1層：粉砂（Q4al）。

灰黃色，飽和，中密-密實(shí)，土質(zhì)較均勻，以石英、長(zhǎng)石、云母為主，砂質(zhì)較純，含少量貝殼碎片，夾粉土薄層或透鏡體，局部相變?yōu)榉弁?。揭露厚?.50～6.00m。

1.3 地基處理方案

本次V區(qū)陸域總面積為49.35萬(wàn)m2，由疏浚土吹填形成，并晾曬1年多。根據(jù)地質(zhì)勘察資料分析，場(chǎng)地表層主要為②1淤泥質(zhì)黏土、②2粉土、②3淤泥質(zhì)黏土等軟弱土層，這幾層土厚度大、含水率高、強(qiáng)度較低、壓縮性高、土體指標(biāo)差，必須進(jìn)行加固處理，方能滿足場(chǎng)區(qū)的穩(wěn)定及使用要求。地基處理采用真空預(yù)壓法處理總面積為39.77萬(wàn)m2。

考慮到處理面積較大，將整個(gè)真空預(yù)壓區(qū)分成A～B兩個(gè)區(qū)塊，每個(gè)區(qū)塊按面積2萬(wàn)～3萬(wàn)m2分成若干個(gè)小區(qū)。其中A區(qū)劃分為A1～A4區(qū)，處理面積為9.64萬(wàn)m2；B區(qū)劃分為B1～B13區(qū)，處理面積為30.13萬(wàn)m2。

1.4 具體方案

（1）根據(jù)實(shí)測(cè)，區(qū)內(nèi)泥面標(biāo)高在+1.9～+3.7m，且部分區(qū)域存有積水，因此施工前需將積水排空，然后對(duì)淤泥表面依次鋪設(shè)1層土工布、2層荊芭和1層土工布進(jìn)行處理，再推填素填土找平以形成工作墊層，找平標(biāo)高根據(jù)各分區(qū)標(biāo)高綜合確定。在工作墊層上鋪設(shè)0.4m厚的中粗砂墊層形成水平排水通道。

（2）施打塑料排水板，間距1.0m，按正方形布置，排水板插入淤泥質(zhì)黏土層，并距離③1粉土層頂面1.0m。排水板深度根據(jù)各處理分區(qū)的土層分布情況綜合確定。

（3）鋪設(shè)相應(yīng)的監(jiān)測(cè)設(shè)備，以便進(jìn)行施工監(jiān)測(cè)與檢測(cè)。

（4）真空預(yù)壓區(qū)邊界處采用密封墻進(jìn)行密封處理，區(qū)塊內(nèi)分區(qū)之間設(shè)密封壓膜溝。封墻采用雙排泥漿攪拌樁，攪拌樁直徑為700mm，搭接寬度200mm。密封壓膜溝必須切斷透水、透氣層，不透氣土層深度約1.0m。密封壓膜溝用黏土回填并壓實(shí)，壓實(shí)度不小于90%。

（5）鋪設(shè)濾管，主干管間距25m左右，濾管間距4m左右，均采用直徑63.5mm的軟式濾管。

（6）排水板上部鋪設(shè)密封性好，韌性、抗老化性能及抗穿刺能力強(qiáng)的專用密封膜，每個(gè)區(qū)的密封膜面積應(yīng)大于處理面積。在密封膜上需覆水保護(hù)，厚度為0.5m。

（7）每個(gè)處理區(qū)按800～1000m2一套均布7.5kW真空射流泵，并設(shè)置備用真空泵。

（8）真空預(yù)壓處理前需要對(duì)真空泵進(jìn)行試抽，檢查密封膜是否出現(xiàn)破損。當(dāng)膜下真空度穩(wěn)定地保持在85kPa以上，且均勻分布，并穩(wěn)定抽氣72h后可開始計(jì)時(shí)，并轉(zhuǎn)入正常抽真空階段，有效滿載預(yù)壓時(shí)間不低于90天。

（9）根據(jù)沉降—時(shí)間曲線推算固結(jié)度，處理后地基土的平均固結(jié)度大于90%以上方可卸載。

1.5 施工技術(shù)要求

（1）場(chǎng)地平整及鋪設(shè)砂墊層。

場(chǎng)地平整前需對(duì)處理范圍內(nèi)的耕植土、植物、磚石及障礙物等進(jìn)行清除，并將區(qū)內(nèi)的積水排干、晾曬。排水砂墊層采用中粗砂，含泥量<5%，滲透系數(shù)不小于5×10-3cm/s。

（2）施打排水板。

①排水板施工前按10m×10m間距進(jìn)行探摸以確定插板深度。

②剪板時(shí)，砂墊層以上的塑料排水板外露長(zhǎng)度應(yīng)大于25cm，插板后應(yīng)將板頭埋進(jìn)砂墊層中。endprint

③在施打塑料排水板過程中嚴(yán)禁出現(xiàn)扭結(jié)、斷裂和撕破濾膜等現(xiàn)象。

④打板后應(yīng)將板口處淤泥清除干凈，再將板頭埋入砂墊層中間。

（3）密封壓膜溝及密封墻施工。

密封壓膜溝采用黏土回填并壓實(shí)，壓實(shí)度不小于90%。密封溝要挖至不透水層頂面以下不小于1m，挖溝時(shí)對(duì)溝內(nèi)的塑料排水板不能剪斷，應(yīng)沿溝邊向上插入砂墊層中。

（4）鋪設(shè)濾管。

①濾管采用直徑63.5mm的軟式濾管，管體打孔并外包濾布作為過濾層，濾布要求只透水氣不透砂，包裹濾管時(shí)應(yīng)無破損，包扎嚴(yán)密。

②濾管在埋入砂墊層中前，主管及其他監(jiān)測(cè)儀器的出膜裝置的開口部分暫時(shí)用布包好，防止砂子進(jìn)入管內(nèi)。

（5）鋪設(shè)密封膜。

①密封膜采用三層聚乙烯或聚氯乙烯薄膜，其面積要大于加固場(chǎng)地面積，要求每邊應(yīng)大于加固區(qū)相應(yīng)邊4～5m，同時(shí)要考慮密封膜埋入密封墻的部分；當(dāng)需要粘結(jié)時(shí)，搭接寬度不小于20cm。

②鋪設(shè)密封膜前需在砂墊層上鋪一層無紡?fù)凉げ?，并清理影響鋪膜的障礙物。密封膜鋪設(shè)后，采用黏土回填壓膜溝，并分層壓密，密封膜及土工布上的覆土厚度不等小于1m。

③抽氣之前需再次仔細(xì)檢查密封膜，發(fā)現(xiàn)破裂縫等及時(shí)修補(bǔ)。確認(rèn)無誤后在密封膜上覆水進(jìn)行保護(hù)，厚度為0.5m。

（6）真空泵安裝。

①真空泵按800～1000m2一臺(tái)均勻布置在加固邊界附近。

②真空泵功率不小于7.5kW，泵的出口壓力為96kPa。

（7）真空預(yù)壓處理。

①真空預(yù)壓期間應(yīng)保證膜下真空度大于85kPa，在真空預(yù)壓過程中若加固區(qū)外出現(xiàn)地表裂縫，向下延伸可能影響膜下真空度，應(yīng)將裂縫進(jìn)行密封。

②為避免膜內(nèi)真空度在停泵后很快降低，在真空管路中應(yīng)設(shè)置止回閥和截門。

參考文獻(xiàn)

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