港区陆域堆场地基处理采用真空联合堆载预压法

港区陆域堆场地基处理采用真空联合堆载预压法

叶茂信

中交第三航务工程局有限公司宁波分公司

摘要：本文介绍了真空联合堆载预压法在温州港乐清湾港区通用作业区（C 区） 一期工程（一阶段）地基处理工程中的应用，结果表明能使固结度达到90%以上，减少了工后沉降，加固效果明显，为类似工程提供了成功的经验。

关键词 真空联合堆载地基加固运用

前言

对围海造地形成的超软地基，特别是临海堤区的地基处理，常采用真空联合堆载预压法进行加固处理，如采用超高堆载会对海堤稳定性产生不利影响，而单靠真空预压又受大气压力的限制，对地基加固要求较高的场地不能满足其后期承载能力的要求。真空联合堆载预压法是在满足设计要求并稳定膜下真空度的基础上，采用真空预压与堆载预压双重作用，安全经济的方法，在真空预压的基础上，在其上部进行分级堆载预压进行软基处理施工。本真空联合堆载预压法是结合工程实例编写的。

1、工程概况及地质

1.1 工程概况

   温州港乐清湾港区通用作业区（C 区）一期工程（一阶段）地基处理施工的陆域由围海造地形成，前沿已建海堤结构为袋装砂斜坡堤，堤后有海堤砂被布置范围较大。陆域地基处理范围纵深约为550m，南北向宽度为890m~1190m，其中C#区块由于紧临海堤，为保证施工期间海堤的稳定性，本项目C#区块设计采用真空联合堆载预压法进行软基加固，先在基面铺设一层编织布和50cm厚碎石垫层，作为排水垫层和塑料排水板施工的工作垫层，施工完成后在碎石垫层结构之上，从底层结构依次为：砂层厚0.5米、编织布1层、无纺布1层、真空密封膜3层、无纺布1层、编织布1层、砂层厚0.6米、土工格栅1层，最后堆载宕渣。真空联合堆载预压断面结构如下图：

真空联合堆载预压断面图

地基加固设计标准：地基承载力≧150kpa；卸载时需同时满足的条件：固结度在90%以上，根据实测沉降曲线进行计算；连续两次（5天一次）实测沉降不大于10mm；全部堆载上去后满2个月。

1.2 工程地质

本工程现有陆域系吹填淤泥而成，吹填淤泥为港池航道疏浚土，采用直接吹填的施工工艺。据工程地质勘测资料披露，现场除西南角局部深度达-32米外，其余深度均达-41米至-44米，具有性质极差、高压缩性的深厚淤泥和泥质粘土层。

2、施工方法

2.1 膜下保护砂层：碎石垫层及排水板施工完成后，开始膜下保护砂层施工，膜下保护层为砂层厚500mm，为中粗砂。现场设置砂库储砂，采用水力吹填工艺将砂库中的海砂吹填至处理区域达到设计厚度。由于吹填砂层厚度较薄，在吹填过程中要适时移动管线，调整出砂口位置，并采用水枪找平等施工措施，确保砂垫层厚度符合设计要求，以保证吹填砂层厚度的均匀。

2.2 真空滤管铺设：真空滤管采用波纹管，直径50mm，滤管连接采用螺纹钢丝橡胶管，胶管套入滤管长约100mm。在砂垫层中采用人工开挖铺设管槽，深度0.25m，宽度0.5m，滤管按横向间距5m，纵向间距20m铺设，铺设过程中必须做好真空滤管的接头连接。铺设完成后人工回填砂将真空滤管覆盖并整平。滤管铺设平面尺度如下图：

2.3 压膜密封沟：先将表面砂及碎石垫层清除，再向下开挖淤泥质土不小于1.2m，底宽不少于0.8m，两侧边坡按1∶1放坡，并清楚沟内及两侧沟壁上的砂土、碎石块和其它杂物，并用素粘土回填，回填后用小型挖机反复扰动形成泥浆，避免在压膜处漏气。压膜沟内泥浆标高略低于原地面，以利于覆水。

压膜沟位于海堤侧的，采用淤泥密封墙工艺形成压膜沟，以保证密封效果。在施工时，应本着截断透水层的原则，对淤泥进行密封墙体。淤泥密封墙采用双排淤泥搅拌桩，搅拌桩桩径为700mm，桩距0.3米，搭接400mm，墙体宽度为1米，考虑到已铺碎石垫层深度为0.5米，膜下砂垫层深度为0.5米，按钻入深度5米计算，密封墙需不小于1米控制进入下部原状粘土层，且密封墙渗透系数小于1×10-5cm/s。

双排搅拌桩密封墙平面大样图

根据现场试成桩结果，为确保拌合均匀，采用清水原地造浆施工1喷4搅工艺。搅拌机钻入有效深度，以井架倾斜度≤1.5%、桩位平面误差≤70mm的井架上，以喷浆口为计算有效深度并刻有明显进尺标志作为控制深度的依据；搅拌施工时需要控制钻进和提升速度，施工时搅拌速度在1.2米/分钟以下，搅拌速度在0.8米/分钟以下。

2.4膜下土工布保护层：在铺设真空膜前，先将砂垫层表面的尖棱小石子及相关杂物全部人工清理干净，再铺设一层280g/㎡织造土工布及一层250g/㎡无纺土工布，土工布在压膜沟位置超铺约1000mm，以确保整个碎石垫层侧壁都能向下覆盖，防止将真空膜刺破。

2.5铺贴封模：封膜单层厚度0.16mm，铺贴3层。密封膜是用聚氯乙烯薄膜，压在压膜沟的底部，再进行一次人工踩膜，以免压膜沟内埋有漏气膜；每铺完一层膜后，都派专人检查膜是否完好，发现有破裂的地方，及时用清水清洗干净，然后贴上胶水进行补膜，补齐后再铺下一层膜。

2.6设置真空泵及调试：真空泵沿加固区长边方向，按1000平方米/台，均匀对称布置。在真空预压施工区各项工作准备就绪后，开启所有抽气泵，并仔细观察真空度的变化，在正常情况下开泵2~4h后，泵口真空度可达20kPa，施工人员在此阶段进行巡视，发现漏气部位并及时进行修补，直到没有漏气点为止。然后在加固区内加水覆盖，使密封膜的密封性得到保证。真空度分级加载，先以30kPa抽一周，再增加至50kPa抽一周，最后保持80kPa真空度持续2个月以上。

2.7敷设膜上保护层：在试抽真空且真空度稳定后，首先在真空膜上敷设一层250克/平方米的无纺布，再在膜上与敷设要求一致的土工布上敷设一层280克/平方米的编织土工布，最后再敷设一层60厘米厚的砂垫层进行保护，防止堆砌石料破坏密封膜。砂垫层采用吹填工艺，为确保在膜上吹填时砂不流入压膜沟而影响闭气效果，吹砂前先在加固区周边形成土袋围堰，围堰高度700mm。

2.8联载预压：联载采用宕渣堆料，按分级堆载至+13.0标高，按标高控制。在堆料前先在砂上铺一层土格栅，在土格栅上采用轻型推土机和前置式装载机配合进行第一层宕渣摊铺，在小型农用车上采用陆地回填的方式进行宕渣投料，分级、均匀投料，并对投料速率进行控制。

2.9施工排水：施工期间合理布置排水路径，保证排水通畅，及时将吹砂水、下雨积水及土体固结产生的积水等施工排水通过海堤内预留的排水口排到外海。具体可利用压膜沟作为排水通道，并在靠边缘区块增设集水井，集水井与外侧利用预埋涵管连通，以确保排水通畅，施工过程中注意做好专人对排水通道的定期维护，必要时利用排水设备进行强排，确保真空联合堆载预压不受积水影响。

3、施工监测及效果检测内容

各子区块施工监测项目均有真空度观测，孔隙水压力观测，分层沉降观测，地表沉降观测，地下水位观测，侧向位移。在预压期间及时整理变形～时间、孔隙水压力～时间的关系曲线，推算地基的最终沉降，确定不同时间的固结度和相应的沉降，以分析加固效果并为确定卸载时间提供依据，确保地基加固施工过程和施工结束能够达到设计要求；地基加固后进行钻孔取样检测、十字板强度检测、载荷板试验和回弹模量检测。本次监测项目和地基处理项目的各项检测指标均达到要求。

结语

目前，该项目已完成真空联合堆载预压地基处理施工，加固区各检测点均符合设计卸载标准要求，根据第三方监测结果分析报告及检测结果，真空联合堆载预压加固效果明显，达到了预定处理效果目标，现已按要求交付业主单位使用。施工期间临近处理场地的已建海堤整体稳定，通过在海堤上设置的测斜仪观测，水平位移均小于设计控制标准要求。真空联合堆载预压对处理地质为吹填土和淤泥，特别是港区陆域堆场围海造地形成的地基处理，施工工艺较为成熟，经济合理，效果较好，具有一定的推广价值。

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