无工作垫层真空预压软基处理工程施工总结

宋培伟

摘要：通过连云港港旗台港区新世纪液体化工泊位项目罐区陆域软基处理工程施工实例，本文详细介绍了无工作垫层陆域真空预压的主要施工工艺及施工效果。

关键词：软基处理 塑料排水板 真空预压

1.工程概况

连云港港旗台港区新世纪液体化工泊位项目罐区陆域软基处理工程位于连云港东港区25万吨矿石接卸码头东侧。

本工程地基处理采用真空预压，处理面积171675平方米。真空预压分为I～X等十个分区，每个分区面积为17167.5平方米。

工程地质：本工程所涉及的土层地质情况自上而下分层描述如下：

第1层：冲（吹）填土（Q4^al）

灰黄色，松散，为新近人工吹填的堆积土，松散，未完成自重固结。主要由粉细砂和粘性土组成，分布不均匀。层厚在8.60～17.40米。

第2层：淤泥（Q4^mc）

灰色，流塑，饱和，干强度中等，低韧性，摇振反应无，切面光滑。含有大量有机质和腐殖质。含有少量贝壳残骸。层顶埋深在8.60～17.40米，层厚6.80～23.20米。

第3层：粘土夹砂（Q4^mc）

灰色，软塑，干强度低，低韧性，摇振反应中等，无光泽。含有少量贝壳残骸，局部含砂量较高。层顶埋深在23.20～32.40米，层厚1.00～5.30米。

2.总体施工流程

施工流程为：场地整平及铺设砂垫层一打插塑料排水板一开挖粘土压膜沟一铺设无纺土工一铺设密封膜一试抽真空一真空预压一卸载真空一检测。

3.主要施工工艺

3.1 砂垫层施工

本工程为无施工垫层的砂垫层施工，即直接在吹填土形成陆域基础上，回填0.5m厚砂垫层。砂垫层的总量为85838m?。

施工难点：地质为新近人工吹填的堆积土，松散，未完成自重固结，层厚在8.60～17.40米，无地基承载力，无法满足工程施工的需要。

应对措施：针对这个问题，经过我部研究，取得设计单位同意后，通过增加荆芭和竹架等材料，提高地基承载力，使其达到满足施工的要求。

施工工艺（从下向上）为：铺设编织布一绑扎竹架网一铺荆笆一铺设编织布一砂垫层施工。

质量控制措施：

（1）以区为单位进行加工，编织布进行现场加工缝制，最终形成一个施工区域就是一整块编织布，避免因施工扰动造成淤泥上涌，增加施工难良的现象的发生。

（2）对于荆芭，竹子质量的控制，选取质量好的材料，避免因材料老化、腐朽，达不到支撑作用要求。荆芭铺设，采取满铺的方式进行，每个荆芭搭接长度为20cm。竹架采取井字形搭接，搭接长度为50cm，

（3）现场备用抽水泵，对现场的积水及时进行排除，有利于后续砂垫层施工的推进。

3.2 塑料排水板工程

本工程塑料排水板总长3588582m，施打SPB-B型塑料排水板，排水板间距为1m，正方形布置。塑料排水板入土深20m，板头多出砂垫层0.3m，总长20.8m，采用轨道式插板机。

施工难点：本工程排水板底部处于淤泥土中，在塑料排水板插设中带来很大的困难，回带率高。

应对措施：

（1）提高桩靴与插管底端结合处的密封性，减少淤泥被挤入桩管。在施工过程中将桩管出料口处塑料排水板反向对折插入套管中，中间插入桩靴，施工人员抓住塑料排水板的另一端，用力向下拉，使桩靴表面的塑料排水板紧贴插管底部，然后开始进行塑料排水板施工。

（2）增加桩靴与桩管链接链条的长度，由原来的30cm增加到70cm，减缓桩靴提升的时间，使排水板在桩管向上提升过程中，利用淤泥的流塑性夹住排水板，达到留带的目的。

（3）增加加水装置，在插管向下插设过程中，给插管内加水，利用水自重额外增加一个向下的力，根据公式（G插管内水自重+G桩靴自重及塑料排水板自重+F土体摩擦力>N插管上提时对塑料排水板的摩阻力），从而基本上解决了塑料排水板的回带现象。该加水装置由水泵、塑料水管组成，在插管进料口上方固定住塑料水管的一端，水泵的开关安装在插板机操作室，在插管向下插设过程中，操作人员打开水泵开关，给插管内加水。加水高度由操作人员根据地质情况控制，本工程插板施工实践证明，当插管进入土层时开始加水，插至设计深度后停止加水再提管，效果较好。若遇土体中存在较厚淤泥时，可适当增加加水高度，即在插至设计深度稍停片刻再关水（以插管内的水不从进料口溢出为准），然后再向上提管，这样可以避免淤泥挤人插管内导致回带现象的发生，而且增加了排水板插设的成功率。

（4）改造桩靴：利用废弃钢筋或钢板，在桩靴侧面焊接一段钢筋或钢板，目的是增加桩靴自重，提高塑料排水板留在淤泥的成功率。

（5）施工中，当套管打到设计深度后，停留几秒钟，利用淤泥黏住外露的塑料排水板，然后缓慢提升套管，这样可以减少回带现象的发生。

（6）发现套管有破损小孔时，立即焊接处理，避免淤泥通过小孔渗透到插管里面，堵塞插管。

3.3真空预压工程

本工程对真空预压这个施工工艺，采取以下改进措施，提高软基排水固结效果。

（1）真空预压排水通道改进

为了提高塑料排水板的排水效率，经设计单位同意后，把支滤管的间距由原来的6m改为1m，即是将每一排的排水板通过波纹管连接起来，直接将水从波纹管排出地面。

（2）利用围堰、自然沉降进行蓄水增压，形成真空联合堆载

在I～X等10个分区的四周利用袋装土筑围堰，把通过排水通道抽出来的水，重新利用，覆盖在密封膜上面，利用水的自重形成水静力堆载。根据达西定律可知，土体中孔隙水的渗透速度v与水力坡度（△h/L）成正比，增加水头差△h和减少排水距离L，都可加速土体排水固结。

真空预压的工作机理是通过降低土体中孔隙水压力，即是使加固区域内形成负超静孔隙水压力，加固区域内外存在水头差，最终形成渗流需要的水力梯度；而水静力堆载预压是由于堆载产生正的超静孔隙水压力（一般的堆载预压是利用开山石进行的），通过孔压的消散而使强度得到提高，两者联合作用，正负孔隙水压力的压差增大，增加水头差△h，加快孔压的消散，加固效果更好。

4.施工效果

经第三方检测单位进行检测，实体检测情况如下：

从真空预压的10个处理区域的加固前和加固后钻孔去土检测的土工试验成果来看，经真空预压地基处理，土体含水率有所降低，土体有明显改善。

从真空预压的10个处理区域的加固前和加固后十字板强度剪切试验成果来看，经真空预压地基处理，土体的十字板剪切强度有明显的提高。

通过真空预压地基处理过程中的空隙水压力观测，孔隙水压力消散比较明显，土体中的孔隙水排出，有效应力增长，土体逐步得到固结。

地基处理后，地基容许承载力均大于设计要求（70kpa），满足设计要求同意卸载。

5.结语

本工程通过采取了荆芭、竹架网等措施，解决了无工作垫层进行拖工的难题，同时节约了成本；通过了改进排水通道，增加蓄水形成真空联合堆载，加快了施工进度，缩短了工期并节约了成本，为以后的工程施工积累经验。