真空－堆载联合预压在软基加固中的应用

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　　简介：预压法包括堆载预压法和真空预压法。预压法适用于处理淤泥质土、淤泥和冲填土等饱和粘性土地基。真空—堆载联合预压不但缩短了固结时间，而且土体侧向变形很小，地基不会发生剪切破坏，并且施工简便，与单纯堆载预压相比大大缩减了工期；与常规的粉喷桩和旋喷桩地基加固方法相比，又节约了大量工程费用，本文通过对该方法的实际应用，说明此类问题的设计施工做法，供同行参考。
　　关键词：联合预压,软基加固,设计,施工,监测与效果检验
　　
　　前沿
　　本文实例位于广东中山市小榄镇，是一个气站的站场工程，场区内布置有办公区及生产辅助区和工艺装置区，无大型建构筑物。场地属冲洪积平原，地形较平坦。上层为淤泥质土、其下层为很厚的淤泥层。经分析比较最适合采用预压法处理，考虑工期和费用因素后，决定用真空加堆载联合并用方式处理。
　　
　　一、加固设计
　　1.加固分区
　　由于整个场区范围并不很大，根据现场实际情况将整个场区作为一个加固区进行施工。
　　2.预压荷载
　　根据真空预压施工工艺的水平及规范要求，膜下真空度≮80kPa（即600mmHg，等效荷重为80kPa，约相当于4.5m堆土荷载），真空预压荷载取80kPa，加之堆载为80kPa，总荷载为160kPa。软基加固范围内的地基固结度≥90％；残余沉降≯12cm；满载预压时间不少于90天。
　　3.排水通道设计
　　○1水平排水通道
　　在分层碾压山皮土上面人工铺设0.8m厚的砂垫层，形成水平向排水通道，砂垫层厚度允许偏差±4cm，宜用中粗砂,粘粒含量不宜大于3%，砂砾中可混有少量粒径小于50mm的砾石，砂垫层的干密度应大于1.5g/cm3,其渗透系数宜大于1×10-2cm/s。
　　○2垂直排水通道
　　采用SPB-IB（宽100mm，厚4.5mm）塑料排水板作为垂直排水通道，排水板按正方形布置，间距为1.0m。施工时为便于控制排水板打设深度，横向每隔10m左右，纵向每隔30m左右设置鉴别孔，以便确定排水板打设底标高。
　　二、加固施工
　　1.施工程序及施工方法
　　（1）分层碾压山皮土
　　在整个场区内分层碾压山皮土至设计标高，每300mm厚分层碾压，回填范围要超出加固区边界1.5m。回填土的技术要求如下：有机质含量不大于5％,不得使用耕植土、冻土或膨胀土,含水量不宜大于35％,宜用粉质粘土或粉土,土中含碎石时，其粒径不宜大于50mm。
　　（2）铺砂垫层（水平排水通道）
　　在加固范围内人工铺填0.8m厚的砂垫层。要求使用中粗砂，渗透系数不小于1×10-2cm/s。
　　（3）设塑料排水板
　　按照设计要求打设塑料排水板,塑料排水板性能指标见表1。塑料排水板进入砂垫层内不应少于50cm，并弯折25cm埋入砂垫层。打设塑料排水板前后均应测量砂垫层表面标高，以便推算打板期间沉降量。
　　
　　（4）铺设滤管、安装射流泵
　　安装后的射流泵应能形成不小于0.096MPa的真空压力。铺设滤管时可以根据现场实际情况对二通、三通和四通的数量及形状做适当的调整，但应确保滤管排水通畅。
　　（5）挖压膜沟、铺密封膜
　　压膜沟最浅要挖至现有地坪面以下0.5m，挖沟时如有塑料排水板，不能剪断，应沿沟边向上插入砂垫层中，插入量应大于0.2m。密封膜采用三层聚乙烯或聚氯乙烯薄膜，密封膜的技术要求见表2，密封膜与一般的农用薄膜不同，真空预压需要的密封薄膜不仅需要一定的强度、顶破强度，而且必须具有一定的延伸率和抗老化性，这是为了防止密封膜在负压下因为变形过大而拉伸破坏。密封膜要求在工厂热合一次成型搭接宽度不得小于20mm；若现场粘接，搭接宽度根据产品要求，保证绝对密封。铺密封膜后回填密封沟，填筑覆水围埝，覆水围埝应用素粘土并分层压密。
　　
　　（6）设置地表沉降杆。
　　（7）连接抽真空设备→试抽气→检查→正式抽气。膜下真空度达到80kpa并达到稳定后，抽真空21天后可进行上部堆载，即边抽真空、边连续施加堆载。准备真空泵20台（含备用）。
　　（8）回填开山碎石土
　　在密封膜上面加一层无纺布，无纺布上回填40cm的中砂，再回填开山碎石土至绝对标高+6.0m（尽可能使用细粒土，慢慢摊平，由轻到重碾压）。
　　（9）卸载回填素土
　　满载预压不少于90天后，根据实测结果达到设计要求后停泵卸载，用素土现场调整至要求的标高，回填土夯实系数不小于0.95。
　　（10）加固前后钻探
　　加固前后进行现场取土和十字板检验工作,并提供详细的地质资料以设计调整加载情况。
　　2.施工质量要求
　　（1）满载预压过程中膜下真空度应不小于80kPa。
　　（2）卸载标准:固结度≥90％（按沉降量计算）,连续10天的平均沉降量不大于2mm/d。
　　（3）打设塑料排水板的要求:定位偏差小于7cm,打设垂直度偏差小于1.5％,打设塑料排水板底标高允许偏差±5cm,规范允许少部分塑料排水板（总量的5％以下）回带，但回带长度应小于30cm,抽真空过程中真空泵的运转数量不得低于真空泵总数量的80％。
　　（4）施工测量标准
　　真空预压开始后，沉降杆每3天测读一次，泵上及膜下真空度每4小时测读一次。
　　（5）施工进度及施工工序:
　　具体要求是：在填土荷载施加时，最大沉降量不大于15～20mm/d,最大水平位移不大于5～10mm/d。
　　三、施工监测与效果检验
　　1.施工质量的监测与检验
　　为了检验加固区真空预压后的加固效果，更好地掌握地基加固过程中各土层固结、沉降及侧向变形等变化，确保加固质量，除了在加固期间需连续观测地表沉降量及加固区膜下真空度以外，尚需在加固区内埋设一定数量的孔隙水压力仪、磁性分层沉降仪、测斜仪及地下水位仪。按要求观测地基在加固期间的孔隙水压力、侧向位移、地下水位、分层沉降随时间的变化，并根据实测地表沉降、分层沉降及孔隙水压力的消散情况，进一步确认地基的各项参数，推算地基固结度，为终止预压提供依据。
　　2.各监测仪器的观测频率
　　(1)分层沉降在真空预压初期3天观测一次，在真空度稳定后可调整为5～6天观测一次。堆载预压期间，在填土荷载施加时每天观测一次，堆载完成十天后，每3天观测一次。如果发现较大的沉降变形，要及时向设计人员汇报，以利于分析其变形原因,采取措施以防产生不良后果。