真空-堆载联合预压法在大面积超深厚软土地基处理工程中的应用

戚红军 中国二十二冶集团有限公司 064000

【摘　要】:真空预压法属于软基处理中排水固结法的一种施工工艺，也是建设部最新十大推广应用新工艺之一。本文结合珠海粤裕丰钢厂二期产品升级改造项目软基处理工程实例，重点介绍真空-堆载联合预压法加固软土地基的施工方法、施工注意要点及关键工序的质量控制方法,并探讨其适用条件及处理措施 。
【关键词】:软基;真空-堆载联合预压法;勾拌法;淤泥搅拌桩密封墙
1 工程概况
    珠海粤裕丰钢铁有限公司二期地基处理工程施工场地位于珠海市高栏港经济区，现粤裕丰钢铁公司厂区的东南部，水陆交通方便。原始地形为浅海地形，经人工围海造地而成，场地地形平坦。
    我单位负责处理的一标段场地在排洪沟东侧新的填海区域。处理面积达141296.68m2，其中淤泥包范围78677m2，其余为填土厚度不等的杂填土。经过车辆碾压后平均堆填厚度在6～11m深左右，下卧淤泥层厚度平均在18～30m左右。填土后形成淤泥包，淤泥层底标高在0～-38m位置，整个填土区域平均高程在5m左右。地基处理工程主要采用真空-堆载联合预压处理方法。
 根据钻探结果分析，拟建场地主要由人工填土（Q4ml）层、第四系海陆交互相沉积(Q4mc)层、第四系残积(Q4el)层、泥盆系砂岩(D)和燕山期侵入花岗岩（γy）构成。从上到下各地层情况如下：人工填土层、冲填土层、淤泥层、粗砾砂层、粘土层、粉质粘土层、强风化层等。
2 施工方法
 先在待加固的软土地基上铺筑设计厚度的砂垫层,然后按照一定间距布设竖向排水体,埋设钢管或塑料管道,最后再在其上覆盖不透气的密封膜,通过在地面上安装的射流真空泵,将薄膜下土体中的空气和水抽出,待膜下真空度达到并稳定在-80kpa保持了一段时间（一般软粘土7～10d，超软土20～30d）后,开始填土（或围堰内加水）堆载,直至填筑（或加水）至设计高度。必要时可在铺设砂垫层前铺设土工布,这样可以避免砂垫层部分被压入淤泥之中,有助于提高预压的效果。
 本工程于2008年5月4日开工,施工内容包括:清理场地、铺设50cm厚砂垫层、打插竖向排水体（袋装沙井及排水板）、密封沟开挖、排水滤管安埋、铺设两层土工布、密封膜铺设、真空泵安装、抽真空等工序。真空预压处理面积为103725m2。抽真空水平向分布滤管采用PVC塑料管,主管壁厚>2.3mm,支滤管厚> 2mm ,以适应地基的变化差,且能承受足够的径向压力而不出现径向变形（采用PP波纹滤管）。滤水管埋在砂垫层中部,埋入砂垫层中厚均 > 100～200mm。真空泵按照处理面积达800～1000m2均匀布置在加固区两侧,间距约为12m左右,滤管间距为6.0m。密封膜采用密封性好,抗老化能力强 ,韧性好,抗穿刺能力强的专用真空膜。密封膜采用两层,按先后顺序铺设,铺好一层后,及时粘补膜面破损部位,确保膜面密封。密封沟深度均在1.5m以上,并将膜边垂直插入软土中（人工踩膜）,密封沟内必须粘土或淤泥回填,并在沟内覆水,以确保膜周边的密封。工程于8月初开始抽真空 ,15日前后几个区域膜下真空度相继达到80kPa并趋于稳定,沉降量到目前（10月22日）最大平均沉降量区域达2.1m、最小平均沉降量达1.35m（抽真空后沉降量，不包括排水板施工期间的自然沉降），孔隙水压力平稳消散，沉降速率开始减缓，最大沉降速率区域达10mm/d，最小沉降速率区域达6mm/d，渐趋收敛。
3 施工关键工序的质量控制及问题对策
3.1场地平整、铺设砂垫层
 根据场地条件对场坪进行平整，由于淤泥包直接出露地面较软，设备难以进入施工，为保证设备安全稳定作业必须对场坪进行平整、硬化。针对场地不平、小面积区域可以采用填土平整后再填砂，对面积较大场地承受荷载较小区域可以采用绑扎竹筏、铺设土工布后上部再填砂垫层。该工序施工主要是确保插板机等设备能安稳作业，应因地制宜，砂垫层根据作业条件宜一次性将填砂厚度达设计要求。
3.2打插塑料排水板
 该分项工程主要控制好排水板的打插深度必须达到设计要求，根据现有的工程机械主要打插设备有两种：1、挖掘机改装式；2、轨道振动式。挖掘机改装式施工施工效率高，但场地条件要求较高，须对处理软基上进行铺设竹筏、土工格栅、土工布后铺设较厚砂垫层等硬化措施，且该型设备打插排水板过程中碰石头等硬物易导致排水板回带；而轨道式施工效率较低，但对场地要求低，打设深度有保证，回带现象很少发生，且设备安全性较高，在减少成本上有较高的优越性。该工序需注意板头处带出的淤泥，应及时清理，防止淤泥进入带芯堵塞输水孔，影响排水效果，确保插板深度、间距满足设计的要求。
3.3 打设袋装沙井

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