摘要：真空联合堆载预压作为提高深厚淤泥土体强度的处理方法，在横琴新区软基处理中得到大面积运用，并且取得了良好的工程效果。本文介绍了真空联合堆载预压法的机理、主要技术参数，施工工艺机整体流程、施工过程中质量控制要点、工程中遇到的难点以及监测分析。
关键词：真空联合堆载预压 软基处理 塑料排水板 密封膜 质量控制
1、项目概况
横琴新区位于珠海市南部滨海地区横琴岛，东侧与澳门特区隔水相望。现场地貌基本都是滩涂、水塘区域。淤泥③1土质均匀细腻，呈饱和、流塑状态，厚度在32~45m，这类土的物理、力学性质差，具有高含水量（60%）、高压缩性、透水性差、强度低而且厚度深的特点。真空联合堆载预压法作为排水固结法处理软基的改进方法，在堆载预压排水固结的基础上叠加真空效果，具有处理深厚淤泥效果好、造价低、相对堆载预压时间短的优点。
2、真空联合堆载预压工艺原理及施工流程
真空联合堆载预压技术具有真空预压和堆载预压的双重加固处理效果。首先将施工区域采用海砂吹填形成陆域，待吹填区域表层疏干后铺设水平排水砂垫层，作为排水滤层，然后打插塑料排水板，形成垂直的排水通道。在排水板施工的同时在软基处理周围打设一圈封闭的粘土密封墙以封闭夹砂层漏气。排水板施工完后埋设主、次水平真空滤管。平整砂垫层后铺设一层土工布加两至三层密封膜形成完整的密封区域。埋设在水平排水砂垫层内的主、次滤管与真空泵相连接，进行抽真空，使膜下密封区域逐渐趋向真空，膜内外产生一个气压差。地基在气压差作用下，稳压80kPa以上10~15天，地基初步的排水固结后再一边抽真空一边在膜上进行逐级分层堆载，直至满载。土体排水固结达到要求卸载检测。
3、真空联合堆载预压施工过程与质量控制重点
砂垫层作为滤水层起到水平排水和真空度传递的作用。砂垫层必须是洁净的中粗砂，含泥量小于5%。由于施工场地均为吹填区域地表承载力极低，采用机械施工时，为防止中粗砂与吹填的细粉砂或与原有地基土混浠在一起，影响排水效果，施工前先铺一层裂膜丝机织土工布，确保铺设的水平排水砂垫层比较完整具备足够厚度的滤水层。这样既有防止水平排水中粗砂垫层与吹填的细粉砂浑合在一起的作用，还兼有提高地基承载能力，便于机械作业的效果。
主、次滤管及排水板连接较为传统的做法是：主、次滤管直接埋入水平排水砂垫层中，排水板不与滤管连接。本工程试验段采用较为新颖的施工工艺，即将排水板按每三根一组插入板与滤管连接器内固定密封，连接器再与次滤管连接固定。这种连接方法抽排水更直接，效果更佳，但是施工时比较麻烦复杂速度慢，且需要投入大量人力对每一个板头进行连接。
垂直排水通道——塑料排水板不仅具有排水作用，而且还是真空度由上而下传递的通道。 排水板施工过程中的控制点有：施工过程中，严禁塑料排水板出现扭结、断裂和滤膜破损。打设时回带长度不得超过500mm，且回带的总根数不宜超过总根数的5%。施工过程中需防止塑料排水板排水通道的阻塞，防止土颗粒渗入排水板芯体孔道，停滞积累造成孔道堵塞造成排水不畅，所以排水板外侧滤膜一定要完好。
粘土密封墙施工效果好坏将直接影响软基处理真空系统，施工过程中，粘土和膨润土的掺量均不小于10%，泥浆比重控制在1.3以上，每制一罐浆测其比重。粘土密封墙施工采用双轴Ø700深层搅拌桩机施工，四喷四搅工艺，提升速度控制在1.0m/min以内。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆为防止在抽真空过程中粘土密封墙失水后而出现开裂，造成密封区域漏气，必须在开始抽真空时即用水对粘土密封墙养护。
密封膜与粘土密封墙组成了真空联合堆载预压施工中的密封系统，是真空堆载是否成功的关键工序。密封膜宜选择在工厂粘成整体后，再运至工地铺设，覆盖密封膜时，必须选派有经验的多人配合进行，宜选择在无风或微风的天气进行铺膜，要求随铺随用砂袋镇压，铺膜必须留有一定的松弛尺寸，按每10m留有1.0m的松弛尺寸控制以防止在沉降过程中密封膜被拉伸，密封膜脱离密封墙。密封膜封闭后，抽真空初期，经检查密封膜良好不漏气后，宜采用水封法作为铺筑封闭层密封。可有效地减小阳光紫外线对密封膜的侵害，也可减少无关人员随意进入密封区域的机会，造成密封膜破损。
真空泵选用射流式，泵后真空压力不应小于96kPa。真空泵应配置自动止回阀、闸阀，以防止突然断电泵停止运行而真空压力突然下降。每一真空作业区的真空射流泵按不大于800㎡布置1台。安装射流泵时，不应集中或单侧布置，应尽量布置在加固区域四周。现场应预留备用发电机。整个软基处理全过程必须确保真空系统运转正常，严禁随意停泵，保证膜下真空度80kPa以上，系统足够的真空强度是软土层固结度高低和真空系统持续时间长短的基础。
4、土方加载速率控制与施工监测
堆载预压必须与施工信息化监测结合进行，即堆载速率必须受施工监测信息控制。堆载填土期间，施工监测的频次应1次/天，堆载结束后，施工监测频次可适当放宽，但不得少于1次/三天，如堆载期间，监测的数据超出规范要求时（日沉降量﹥25cm，水平位移（向外）大于5mm，孔压变化﹥0.5必须停止加载，待沉降变形、水平位移趋于稳定、孔压消散至规范规定的范围内时，方可继续加载，如前一层加载完毕后，沉降变形、水平位移以及孔压变化均在规范要求的范围以内时，可连续加载。
5、地基最终沉降量及固结度推算
在软基处理过程中需准确、详细的做好沉降、孔隙水压的监测工作并绘制沉降曲线，以便推算软基处理的沉降量及固结度。根据沉降量及固结可以确定是否真空联合堆载预压软基处理结束。对于固结度的推算有：三点法、浅冈法、时间对数法、时间平方根法等。其中三点法比较常用，本项目采用了三点法计算固结系数。软基处理结束（卸真空）标准为同时满足以下条件：满载预压期达到4个月，连续15天沉降速率不超过2mm/d,固结度达到95%。
6、真空联合堆载预压施工方法的总结
真空联合堆载预压法处理软基，在抽真空阶段的第一个月内沉降量比较大，尤其是真空稳压的10天时间，每天的沉降量最多达5cm，前期沉降比较大。第二个沉降高峰位于每级土堆载阶段。目前真空联合堆载预压法已经广泛运用到软基处理，尤其是深厚淤泥软土的处理效果较好，处理工艺的造价相对较低。但是受地质条件、施工场地、甚至填料选择的影响，需要因地制宜，采用合理科学的施工方法运用真空联合堆载预压法。真空联合堆载预压法适合于均匀的黏土地质，工期条件比较宽松的工程。真空联合堆载预压受地质条件的影响比较大，如果地层中含有石块、夹砂层、杂填土较厚等地质，会引起排水板打设困难，或粘土密封墙漏气。真空联合堆载预压引起的沉降量较大需要用大量的填料补填。真空联合堆载预压由于沉降影响的范围较大，在25m米内的影响比较明显，所以处理范围周边如有构筑物管线等设施时不太适合用此方法。
参考文献：
[1]《真空预压加固软土地基施工技术规程》JTS147-2-2009
[2] 龚晓南《地基处理手册》中国建筑工业出版社2008.6第三版
[3]李彰明《软土地基加固的理论、设计与施工 》中国电力出版社2006.7
论文作者:施海标
论文发表刊物:《基层建设》2017年第36期
论文发表时间:2018/4/4
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