真空联合堆载预压在临海陆域形成区的应用

彭齐彬

摘要：本文以连云港临海陆域形成区软基施工中成功应用的真空联合堆载预压法为例，详细介绍了真空联合堆载预压基本原理、加固特点，综合分析了该方法的应用效果，为今后类似工程的施工提供借鉴。

关键词：陆域形成；软土地基；真空联合堆载预压；

连云港地区软土分布较广，其软土特点是含水量大、强度低、压缩性大，无法满足工程建设需要。为缩短工期和满足高标准加固要求，产生了真空联合堆载预压处理软土地基的方法。

1、工程概况

项目所在区域大部分为盐田，地势比较平坦。场区分布淤泥层，灰色、饱和、流塑，切面有光泽，含有机质及腐植物，局部夹团粉状土；强度低、易触变、蠕动和震陷，压缩性高，工程性能极差，属不良工程地质。

2、真空联合堆载预压原理

真空联合堆载预压是在真空预压的基础上辅以常规的堆载预压，是两种加固手段的叠加的一种地基加固方法。首先按常规方法进行真空预压施工，真空度达到要求后在真空膜上逐级实行堆载预压，使地基在真空与堆载的共同作用下得到加固。

3、真空联合堆载预压方案

3.1概述

真空联合堆载预压的排水固结法进行地基加固流程如下：在需要加固的软土地基上设置垂直、水平排水通道后，在地表上覆盖密封膜隔绝空气，再通过埋设于砂垫层的吸水管道，用真空泵进行抽气，在膜内外产生一个气压差成为作用于地基上的载荷，真空稳定之后再进行堆载预压形成联合预压的效果。

3.2 方案设计

铺设风化砂垫层后插打塑料排水板至淤泥底标高，待插板完成半个月后，铺设真空主管、支管等与排水板连接。再继续铺设编织布、三层密封膜、无纺土工布，挖压膜沟和铺设密封膜进行真空预压。抽真空稳定后在土工布上铺设石屑和堆载料，连续抽真空，当推算固结度大于85%或连续10天实测沉降速率≦2.0mm/天，视为联合预压合格停泵卸载。

4、施工工艺

4.1砂墊层施工和打设塑料排水板

待回填素填土后，对加固区进行整平。铺设50cm厚风化砂后施打B型塑料排水板作为竖向排水通道。排水板外露60cm以便与手型接头连接，深层处理要求打至淤泥底标高。

4.2辅助设施铺设和真空预压

真空管铺时先将接头与排水板头连接铺设主、支真空管，真空主管通过出膜器与吸水胶管和真空泵连接。无纺布铺设采用双排线重叠，用“包缝”缝合连接。密封膜采用聚乙烯或聚乙烯薄膜，压膜沟开挖后清除沟内杂物，铺设密封膜后用素粘土将沟回填。堆载料为1.65米厚石料。堆载料堆载是软基处理的关键节点，是计算抽真空的开始节点。真空预压维持膜下真空度80Kpa以上，抽真空有效时间约6-8个月，真空泵按900-1100m2/台布置。要求真空泵在抽真空过程中开泵率不得低于80%。

4.3土力监测

①地表沉降监测：软基表面沉降是地基处理分析的基础，其变化是施工过程中控制堆载料加载进度和安排下道工序施工的最重要的因素。

根据检测成果得知，联合预压方法对土体起到加速沉降的作用；在真空荷载开始施加时，由于土体孔隙较大和可压缩性高，沉降量最大达到2.2cm/天，经过一段时间之后沉降量逐渐趋于相对稳定。堆载施加后沉降再次加速，由前期的0.5cm/天增加到0.8cm/天，然后沉降速率逐渐减小到0.48cm/天，最终达到0.17cm/天，最后各条沉降曲线趋于水平。说明土体固结变化过程是一个逐渐收敛的过程，最后达到一个稳定状态，沉降不在发生变化。

②分层沉降监测：通过分层沉降的观测看出不同深度土体在初期都有较大的沉降速率，随着时间的增加，土层各个深度的沉降速率逐渐变小，沉降曲线趋于平缓，说明深层土加固效果明显。

③孔隙水压力监测：从下图可以看出，在抽真空开始后孔隙水压力在逐渐下降，但在膜下13.0m深处，下降到一定程度后即使堆载增加真空度变化不大，仍就保持一个相对持续稳定的数值。后期土体深处的孔隙水压力的已经降到低值且变化已经很小，说明整个土体的真空度已上升并处在一个稳定的状态，土体的有效应力在增加。

4.4加固效果：

采用双曲线法计算出固结度为87.3%和沉降速率两项指标考核，沉降稳定达到堆载预压设计要求，停泵卸载。经过真空联合堆载预压后土体的含水率和孔隙比明显降低，土体力学性能和承载力大幅度提高，表明真空联合堆载预压技术成熟可靠。

5、结论

通过过程监测，有效的指导了地基处理施工，可以缩短工期加快施工进度，方案经济合理，保证了真空联合堆载预压顺利进行。

（作者单位：中铁十局四公司）