金華輝，陸泰然

（1.浙江廣川工程咨詢有限公司，浙江 杭州 310020；2.浙江省水利河口研究院（浙江省海洋規(guī)劃設(shè)計研究院），浙江 杭州 310020；3.中國農(nóng)業(yè)大學(xué)，北京 100083）

1 問題的提出

新近吹填淤泥真空預(yù)壓法具有施工設(shè)備輕型簡單，滿足吹填淤泥低承載力的要求，荷載可一次性加載，節(jié)約大量堆載石材，加固工期短和造價低等優(yōu)勢，已在溫州、天津、廣州等市的諸多吹填軟土地基處理工程中得到廣泛應(yīng)用[1-4]。巖土工作者針對軟土地基卸荷變形特性開展一系列研究，并已取得一定工程應(yīng)用[5-6]。同時也在真空預(yù)壓處理工程實踐中發(fā)現(xiàn)真空壓力卸載后產(chǎn)生一定的反彈變形[7]，隨著真空預(yù)壓應(yīng)用和研究的不斷深入，吹填軟土真空預(yù)壓卸荷條件下的變形和力學(xué)特性也引起關(guān)注，明經(jīng)平等通過對原狀軟黏土土樣進行常規(guī)三軸儀等向壓縮與膨脹試驗，以及CKC 三軸儀壓縮膨脹試驗，模擬真空預(yù)壓地基中各種應(yīng)力狀態(tài)下的土體單元在卸除真空球形壓力后的變形特征，對真空預(yù)壓卸荷反彈變形進行試驗理論解釋[8]。

為更進一步直觀、深入分析真空預(yù)壓軟基卸荷反彈變形特性，根據(jù)溫州市某真空預(yù)壓試驗區(qū)工后變形監(jiān)測數(shù)據(jù)，分析真空預(yù)壓卸載停泵、工后地表沉降和孔隙水壓力反彈變化規(guī)律，并就工后場地覆水和排水晾曬對軟土地基影響進行量化分析，探究不同加載條件下軟土地基卸荷反彈變化規(guī)律，研究成果可為真空預(yù)壓實踐和理論研究提供參考。

2 工程概況

溫州市某圍區(qū)采用無砂墊層淺層真空預(yù)壓地基處理法，吹填淤泥主要為浙東南濱海區(qū)河口相沖海積淤泥，自然晾曬時間為1.5 個月，流動狀，含水率高達130%以上，基本無承載力；受場地地形影響，吹填淤泥厚度由西至東呈遞增趨勢，厚度為3.0～6.0 m，其中試驗區(qū)塊吹填厚度約3.5 m；一般地塊區(qū)排水板打設(shè)至原灘面，正方形布置，間距0.8 m，抽真空時間115 d；道路區(qū)采用二次真空預(yù)壓處理，第一次排水板打設(shè)至原灘面，抽真空時間45 d，第二次采用有砂墊層真空預(yù)壓法處理，正方形布置，間距0.8 m，抽真空時間135 d，第二次軟基處理根據(jù)設(shè)計道路高程不同，采用不同的插板深度（設(shè)計道路高程Hd≤4.5 m，排水板打設(shè)底高程為-3.5 m；4.5 m ＜Hd≤5.0 m，排水板打設(shè)底高程為-9.0 m；Hd＞5.0 m，排水板打設(shè)底高程為-19.0 m）。

為保證真空預(yù)壓加固效果，各區(qū)塊布置膜下真空度、地表沉降、孔隙水壓力等監(jiān)測設(shè)施，并就大面積真空預(yù)壓處理開展典型示范先行區(qū)（試驗區(qū)），本文以試驗區(qū)監(jiān)測數(shù)據(jù)為主要研究對象。試驗區(qū)于2012 年7 月8 日開始真空預(yù)壓，11 月4 日完成第三方質(zhì)檢取樣（開泵率和真空壓力下降明顯），11 月14 日完全停泵，停泵后由于陸續(xù)開始大面積真空預(yù)壓處理，試驗區(qū)處于覆水狀態(tài)，次年3 月初大面積掀膜排水晾曬，工后安全監(jiān)測于次年10 月結(jié)束。

3 卸荷變形

為掌握軟土地基工后沉降發(fā)展規(guī)律，對試驗區(qū)進行長期工后變形監(jiān)測。

3.1 地表沉降

典型地表沉降卸荷反彈過程曲線見圖1（由于掀膜晾曬后沉降測量方法變更，晾曬期沉降數(shù)據(jù)未列入圖中），試驗區(qū)工后沉降/反彈統(tǒng)計見表1。由圖1 和表1 可知：

（1）各區(qū)塊于11 月4 日陸續(xù)卸載，地表累計沉降量于當(dāng)日達到最大值，11 月4—14 日為膜下真空度和開泵率驟降期（期間開泵數(shù)量基本維持1～3 臺，真空度亦維持在較低水平），地表沉降反彈速率最為明顯。

（2）區(qū)塊地表沉降在卸荷后30 d 內(nèi)反彈依舊明顯，反彈均值-31.0 mm，反彈比達-4.8%；受地表覆水影響，隨后120 d 區(qū)塊地表沉降持續(xù)緩慢反彈-50.0 mm，反彈比達-7.9%，反彈量依舊較大。

（3）全區(qū)僅試-8、試-9 兩個區(qū)塊在卸荷后地表沉降有持續(xù)緩慢發(fā)展趨勢，在卸荷20 d 后地表沉降達最大，隨后步入緩慢反彈期，反彈均值-42.5 mm，反彈比-7.2%，反彈規(guī)律與一般區(qū)塊較為相似。

（4）掀膜晾曬后（高溫期）地表沉降有所增加，期間沉降141.0 mm，沉降比21.9%，經(jīng)表層取樣揭露晾曬后0.5 m 表層土體含水率較停泵時又下降5.0%左右，但下部土體無明顯下降。

圖1 典型地表沉降卸荷反彈過程曲線圖

表1 試驗區(qū)工后沉降/反彈統(tǒng)計表

3.2 孔隙水壓力

典型孔隙水壓消散卸荷反彈過程曲線見圖2，試驗區(qū)孔隙水壓力消散工后統(tǒng)計見表2。掀膜晾曬期間孔隙水壓力計遭到破損，掀膜晾曬后孔隙水壓力消散效果未能監(jiān)測到位。由圖2 和表2 可知：

（1）埋深為1.5，3.0 m 的孔隙水壓力計在卸載前夕11月2 日孔隙水壓力消散值達最大，11 月4 日隨膜下真空度和開泵率驟降，淺層埋深1.5 m 孔隙水壓力消散反彈較為明顯，埋深3.0 m 孔隙水壓力消散反彈輕微且滯后1～3 d。

（2）11 月4—14 日為第三方質(zhì)檢取樣，歷時10 d，期間維持較低開泵率和膜下真空度，孔隙水壓力消散反彈依舊較為突出，埋深1.5，3.0 m 的孔隙水壓力消散平均反彈比-41%、-6%。

（3）11 月14 日后120 d（覆水期）孔隙水壓力呈緩慢反彈并逐步趨于穩(wěn)定，但埋深1.5，3.0 m 孔隙水壓力消散反彈比達-75%、-26%，反彈比更加明顯，與地表沉降反彈規(guī)律呈較好關(guān)聯(lián)性。

（4）掀膜晾曬（高溫期）時僅試-5、試-6 孔隙水壓力計得到保留，其余由于掀膜割排水管板遭破壞，經(jīng)上述2區(qū)孔隙水壓力計顯示，埋深1.5，3.0 m 孔隙水壓力消散增加22%、13%，與地表沉降發(fā)展規(guī)律相似，表明排水晾曬效果較好。

圖2 典型孔隙水壓消散卸荷反彈過程曲線圖

表2 試驗區(qū)孔隙水壓力消散工后統(tǒng)計表 kPa

4 不同加荷時間條件下卸荷反彈規(guī)律探究

在典型示范先行區(qū)真空預(yù)壓完成后，陸續(xù)開展大面積真空預(yù)壓處理，期間由于電力故障導(dǎo)致個別區(qū)塊停泵，本文對停泵間歇2～5 d 的區(qū)塊進行統(tǒng)計分析，探究不同加荷時間條件下軟土地基卸荷變形：

（1）道路區(qū)淺層第一次處理主要是為第二次深層處理大型插板機械提供入場條件，卸載時地表沉降無反彈現(xiàn)象，且預(yù)壓區(qū)邊角沉降板有繼續(xù)緩慢沉降趨勢。

（2）大面積真空預(yù)壓處理中，預(yù)壓前期（前50～60 d）停電停泵卸荷時地表沉降也無反彈現(xiàn)象，但孔隙水壓力迅速反彈且幅度較大，隨膜下真空度的恢復(fù)也能較快恢復(fù)；預(yù)壓后期地表沉降隨膜下真空度驟降（停電停泵）地表沉降明顯變緩（輕微反彈），孔隙水壓力依舊隨膜下真空度消失迅速反彈且幅度明顯，膜下真空度的恢復(fù)孔隙水壓力難以恢復(fù)到原有消散水平且持續(xù)時間較長。

（3）道路區(qū)二次深層處理先鋪設(shè)砂墊層，插板深度達20.0 m，卸載停泵時地表沉降無卸荷反彈現(xiàn)象，孔隙水壓力僅距地表5.0 m 以內(nèi)的2 支孔隙水壓力計有所反彈，其中第一支孔隙水壓力（砂墊層下1.0 m）計最為突出。

5 結(jié) 論

根據(jù)上述分析，可以得出以下結(jié)論：

（1）試驗區(qū)淺層真空預(yù)壓處理卸荷時地表沉降、埋深1.5 m 和3.0 m 孔隙水壓力消散反彈比占-4.8%、-40.8%、-5.9%，后期吸水反彈比達-7.9%、-73.1%、-26.0%。其中后期吸水反彈比例較為突出，表明真空預(yù)壓卸載后軟土吸水反彈危害大，預(yù)壓卸載后應(yīng)避免場地覆水。

（2）試驗區(qū)排水晾曬后地表沉降增加141.0 mm，沉降比21.9%，埋深1.5 m 和3.0 m 孔隙水壓力消散增加22%、13%，表明真空預(yù)壓工后掀膜晾曬排水效果可觀，預(yù)壓卸載后應(yīng)加強場地掀膜排水晾曬。

（3）地表沉降卸荷反彈隨真空預(yù)壓處理時間增加表現(xiàn)更明顯，孔隙水壓力消散隨著真空預(yù)壓消失均迅速反彈，但預(yù)壓后期停泵孔隙水壓力難以恢復(fù)至原消散水平且恢復(fù)時間較長，表明預(yù)壓后期應(yīng)避免停泵、大面真空預(yù)壓損失等現(xiàn)象，保證預(yù)壓效果。