邱珍嬌，朱士良

(1.浙江省正邦水電建設(shè)有限公司，浙江杭州 310051;2.浙江水利水電工程審價(jià)中心，浙江杭州 310007)

平陽(yáng)縣宋埠－西灣灘涂圍墾工程位于平陽(yáng)縣城東北方向12 km的東海岸，建設(shè)規(guī)模為圍海造地面積665.53 ha，其中海堤、護(hù)塘地及護(hù)塘河占地80.6 ha，道路網(wǎng)面積 69.6 ha，工程回填面積515.33 ha.回填區(qū)工程內(nèi)側(cè)涂面較高的 143.33 ha土地采用土石回填，圍區(qū)外側(cè)涂面較低的372 ha土地采用吹填土回填，其中314.07 ha吹填工業(yè)建設(shè)用地采用真空預(yù)壓處理.

真空預(yù)壓法是以大氣壓力作為預(yù)壓載荷，通過先在需加固的軟土地基表面鋪設(shè)一層透水砂墊層或砂礫層，再在其上覆蓋一層不透氣的塑料薄膜或橡膠布，四周密封與大氣隔絕，在砂墊層內(nèi)埋設(shè)滲水管道，然后與真空泵連通進(jìn)行抽氣，使透水材料保持較高的真空度，在土的孔隙水中產(chǎn)生負(fù)的孔隙水壓力，將土中的孔隙水和空氣逐漸吸出，從而使土體固結(jié)的一種軟土地基加固方法.

1 施工流程

在全面進(jìn)行真空預(yù)壓施工前，先進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)施工試驗(yàn)，選定面積約為20 000 m2的試驗(yàn)區(qū)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)真空預(yù)壓試驗(yàn)，根據(jù)試驗(yàn)成果確定合理的施工技術(shù)參數(shù)，用來指導(dǎo)后期的全面施工[1］.

施工流程:測(cè)量放樣→塑料排水板→安裝監(jiān)測(cè)設(shè)備→安裝透水管→密封膜鋪設(shè)→設(shè)置測(cè)量標(biāo)志→安裝真空泵→抽真空預(yù)壓→卸載→質(zhì)量檢測(cè)[2］，處理工藝圖，見圖1.

圖1 真空預(yù)壓軟基處理工藝圖

2 施工工藝

2.1 塑料排水板打設(shè)

真空預(yù)壓豎向排水通道宜穿透吹淤造地區(qū)和浮泥區(qū).本工程垂直排水系統(tǒng)采用塑料排水板，塑料排水板間距為0.9 m，真空泵及管網(wǎng)布置圖，見圖2.

圖2 真空泵及管網(wǎng)布置圖

(1)工藝順序:樁位放樣→移機(jī)就位→安裝塑料排水板→連接樁尖、貼緊管靴、對(duì)準(zhǔn)樁→施插導(dǎo)管至設(shè)計(jì)標(biāo)高→上撥導(dǎo)管→切割排水板→下一根板施工.

(2)施工方法:插板機(jī)開至排水板插設(shè)區(qū)域就位，人工從插板機(jī)打設(shè)架頂將塑料排水板穿入排水板套管，并伸出套管底.用錨靴將排水板別在導(dǎo)管底端固定.錨靴安裝好后，將套管底對(duì)準(zhǔn)板位，用插板機(jī)自身液壓系統(tǒng)調(diào)整打設(shè)架，使排水板套管垂直于卵石、碎石混合墊層表面，再用液壓壓力將套管壓入涂面下，插入深度為設(shè)計(jì)深度加0.5 m.排水板套管插入到設(shè)計(jì)要求深度后，用液壓反向?qū)⑻坠苈侔纬觯纬龊蟮奶坠艿赘叱雎咽?、碎石混合墊層頂0.5 m.剪板時(shí)盡量保持剪口平整，避免破壞濾膜.在剪斷排水板時(shí)，要留有露出原地面0.2 m的“板頭”.

2.2 密封土工膜鋪設(shè)

(1)加固區(qū)四周開挖壓膜溝

壓膜溝采用人工進(jìn)行開挖.壓膜溝內(nèi)外坡要求平整，且無砂料存在;溝內(nèi)回填的粘土要求不含雜質(zhì)，并分層壓實(shí).

(2)密封膜鋪設(shè)

密封膜采用2層聚乙烯薄膜，膜厚0.13 mm.并在加固區(qū)四周薄膜埋入0.5 m深淤泥內(nèi)進(jìn)行密封.在真空預(yù)壓密封膜上覆水0.2 m.膜上覆水不但使密封效果更好，避免陽(yáng)光直曬，保護(hù)密封膜，而且可以增加預(yù)壓荷載，可以作為安全儲(chǔ)備.

2.3 濾水管安裝

本工程濾水管采用φ50 mm±1 mm塑料軟管，采用工廠集中化生產(chǎn)，管體打孔并采用外包透水濾布后，成卷運(yùn)到施工工地.

濾管連接件與濾管連接牢固，連接長(zhǎng)度不小于100 mm;濾管及其連接件在預(yù)壓過程中能適應(yīng)地形變形.濾管出膜處保證密封效果[3］.

2.4 抽真空預(yù)壓

(1)施工設(shè)備:采用7.5 kW真空射流泵.

(2)設(shè)備布置:真空射流泵沿加固單元的四周均勻布置，每臺(tái)真空射流泵的控制面積為1 000 m2左右.施工后期抽真空設(shè)備開啟數(shù)量超過總數(shù)的80%.

(3)試抽氣:試抽氣時(shí)間為4～10 d，檢查濾水管安裝、密封膜鋪設(shè)和真空泵安裝是否合格.

(4)正常預(yù)壓:當(dāng)其膜下真空度達(dá)到并穩(wěn)定在80 kPa以上時(shí)，即進(jìn)入真空預(yù)壓工程的正常預(yù)壓階段，連續(xù)抽真空90 d.

2.5 卸載標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)實(shí)測(cè)沉降曲線推算的地基土平均固結(jié)度達(dá)到80%;或加固后的地基承載力大于55 kPa;或連續(xù)5～10 d的平均沉降速率不大于2 mm/d.

3 原位觀測(cè)措施

現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)是軟粘土地基排水加固工程中一個(gè)不可缺少的技術(shù)環(huán)節(jié)，通過現(xiàn)場(chǎng)原型觀測(cè)，可以分析判斷軟土在預(yù)壓加固過程中和預(yù)壓后的固結(jié)程度、強(qiáng)度增長(zhǎng)和沉降、變形的變化規(guī)律，評(píng)價(jià)地基處理效果，合理確定卸載(停止抽真空)時(shí)間，同時(shí)觀測(cè)資料也是完善設(shè)計(jì)和指導(dǎo)施工的依據(jù)[4］.

主要監(jiān)測(cè)項(xiàng)目有:膜下真空度觀測(cè)、表面沉降觀測(cè)、孔隙水壓力監(jiān)測(cè)、地下水位監(jiān)測(cè)，表1列出了各監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的布置情況.

表1 觀測(cè)項(xiàng)目布置表

(1)膜下真空度觀測(cè)

①觀測(cè)設(shè)備:選用MCY型壓阻真空測(cè)量?jī)x和YZG型壓阻真空度計(jì)傳感器，測(cè)量范圍:0.1～300 kPa，觀測(cè)精度 ±1 kPa.

②測(cè)點(diǎn)埋設(shè):安裝時(shí)采用插桿綁扎傳感器，固定于膜下地表層上，傳感器垂直或水平安放.觀測(cè)導(dǎo)線從膜下穿出或埋于膜下土體中引出.

③觀測(cè)方法:在抽真空前，需及時(shí)量測(cè)膜下真空度與大氣氣壓值，以此觀測(cè)值作為初始值.施工過程觀測(cè)采用直讀法，將傳感器導(dǎo)線與讀數(shù)儀連接，開機(jī)讀值.

(2)地表沉降觀測(cè)

①監(jiān)測(cè)網(wǎng)布置:在施工區(qū)影響范圍以外設(shè)立觀測(cè)基準(zhǔn)點(diǎn)，數(shù)量根據(jù)場(chǎng)區(qū)施工條件及實(shí)際地形地貌確定，一般不少于5個(gè).基準(zhǔn)點(diǎn)設(shè)在堅(jiān)實(shí)土基上或深埋，要求引測(cè)方便.

②測(cè)點(diǎn)埋設(shè)方法:測(cè)點(diǎn)采用沉降板觀測(cè)標(biāo)，采用300 mm×300 mm×10 mm鋼板作底板，中央焊接一根長(zhǎng)1 m φ0.2 m的鋼管或鋼筋，按設(shè)計(jì)位置在密封膜上鋪設(shè)0.05 m砂墊層并找平后放置沉降板，并在其上回填一定厚度的土袋，保證標(biāo)點(diǎn)牢固穩(wěn)定，埋設(shè)時(shí)需保證沉降板水平和沉降桿鉛直，測(cè)桿露出水面0.30～0.50 m以便觀測(cè).

③觀測(cè)方法:采用水準(zhǔn)測(cè)量法，按三等精度要求施測(cè).預(yù)壓前進(jìn)行三次觀測(cè)，取平均值作為觀測(cè)初始值.

(3)孔隙水壓力觀測(cè)

①觀測(cè)設(shè)備:選用4500型振弦式滲壓計(jì).

②測(cè)點(diǎn)埋設(shè):采用一孔多點(diǎn)埋設(shè)法，每個(gè)探頭垂直間距2 m.

③觀測(cè)方法:埋設(shè)后連續(xù)觀測(cè)，當(dāng)連續(xù)三天讀數(shù)值變化小于2 kPa時(shí)，取讀數(shù)平均值作為實(shí)始值.

施工過程觀測(cè)采用直讀法，將孔隙水壓力計(jì)的導(dǎo)線與讀數(shù)儀連接，開機(jī)讀值.當(dāng)測(cè)讀發(fā)現(xiàn)異常或不穩(wěn)定時(shí)，應(yīng)及時(shí)復(fù)測(cè).

(4)地下水位觀測(cè)

①觀測(cè)設(shè)備:采用測(cè)壓管和電測(cè)水位計(jì).

②測(cè)點(diǎn)埋設(shè):采用φ108 mm鉆具成孔，將測(cè)壓管逐根連接放入孔內(nèi)，直至達(dá)到預(yù)定深度，測(cè)壓管周圍回填中粗砂，填至孔口0.5 m時(shí)，改用粘土封至孔口，待測(cè)壓管埋設(shè)完畢后，采用清水洗孔.

③觀測(cè)方法:測(cè)壓管埋設(shè)三個(gè)晴天后，連續(xù)進(jìn)行三次觀測(cè)取平均值定為初始值.采用電測(cè)水位計(jì)自孔口放入探頭，顯示到達(dá)水面時(shí)記錄水位深度.

4 處理效果檢測(cè)

軟土地基加固處理結(jié)束后，應(yīng)對(duì)地基處理效果進(jìn)行檢測(cè)，主要是地基承載力，為工程竣工驗(yàn)收提供支撐材料.檢測(cè)項(xiàng)目包括靜力觸探試驗(yàn)、十字板剪切試驗(yàn)、載荷試驗(yàn)以及鉆孔取樣室內(nèi)土工試驗(yàn).

(1)靜力觸探試驗(yàn)

各加固區(qū)內(nèi)平面上按75 m×75 m網(wǎng)格布置觸探試驗(yàn)孔，根據(jù)qc、fs貫入曲線的線型特征，參照臨近鉆孔的分層資料劃分土層，確定該區(qū)排水板長(zhǎng)度;確定淤泥、含砂淤泥處理后的工程性狀，輔助確定孔隙水壓力.

(2)十字板剪切試驗(yàn)

各加固區(qū)內(nèi)平面上按75m×75m網(wǎng)格布置十字板剪切試驗(yàn)孔，測(cè)出土的抗剪力矩，以確定土體抗剪強(qiáng)度和靈敏度.

(3)平板靜載試驗(yàn)

單塊加固區(qū)內(nèi)隨機(jī)布置3個(gè)載荷試驗(yàn)點(diǎn)，檢測(cè)地基承載力是否滿足設(shè)計(jì)要求.

(4)鉆探取樣

各加固區(qū)內(nèi)平面上按75 m×75 m網(wǎng)格布置鉆孔，并在不同深度取樣進(jìn)行室內(nèi)試驗(yàn).取樣深度分別為0.3 m、0.9 m、1.5 m，1.5 m 以下加固深度范圍內(nèi)每隔1m取一個(gè)樣.

考察土層固結(jié)效果，通過室內(nèi)試驗(yàn)測(cè)定土層物理力學(xué)參數(shù)，包括土工密度、含水量、比重、顆粒分析、液塑限、固結(jié)、壓縮、無側(cè)限抗壓強(qiáng)度和三軸試驗(yàn)等，確定是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求[5］.

5 結(jié)論

通過平陽(yáng)縣宋埠－西灣灘涂圍墾工程的實(shí)踐，積累了大量真空預(yù)壓法處理軟土地基的實(shí)際施工經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)出適合本工程地質(zhì)條件下的關(guān)鍵施工技術(shù)參數(shù)，對(duì)類似工程的軟基處理具有一定的指導(dǎo)意義.該方法處理效果好、成本低、施工工藝簡(jiǎn)單、工期短，相信今后在類似水利工程中的應(yīng)用將越來越廣泛，并在設(shè)計(jì)和施工技術(shù)上不斷創(chuàng)新.

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