（天津临港工业区三期11区一标段真空预压工程）
【摘 要】采用真空预压法对吹填淤泥进行浅层加固时，密封沟经常会出现功能失效的现象。为有效解决密封沟透气（水）问题，分析了采用真空预压法对大面积吹填淤泥进行加固处理时密封沟出现透气（水）现象的原因，提出增强密封沟密封性能的技术措施。通过对比分析实施技术措施前后的各项监测数据，发现维持密封沟里密封材料（淤泥）的含有量是提高密封沟密封性能的一项有效措施。
【关键词】吹填淤泥；真空预压；密封沟；含有量；透气（水）处理
前言
在砂石资源缺乏的沿海地区，大量的围海造陆工程一般利用水力吹填工艺把海底淤泥质土吹上来形成陆域，然后再采用真空预压法对软弱淤泥土基进行加固处理，形成具有一定承载力的地基土。
1．工程概况
本工程为天津临港工业区三期围海造地吹填形成，隔堤采用抛石结构与袋装砂斜坡堤结构型式，筑成围堰后吹填淤泥。设计要求对吹填淤泥层进行浅层预压加固，预压时间不少于100天，处理后0～1.5m深度范围内地基承载力特征值不小于50Kpa；1.5m～4.0m深度范围内地基承载力特征值不小于30Kpa。
塑料排水板按照正方形布置，间距80cm，排水板根据设计要求打插至原泥面以下0.5m，滤管间距80cm，真空射流泵每1200m2布设1台。加固区断面如图1所示。
图1 加固断面示意图
整个施工工艺流程为：搭设浮桥→铺设编织布→人工插设塑料排水板→主、副滤管连接→铺设无纺布→铺设两层密封膜→布设真空射流泵→浅层真空预压→卸载。人工插板时，采用“陆上排水板与滤管先绑扎再进行插板”的工艺。
2．密封沟施工方法
传统的密封沟密封是在加固区周边开挖密封沟，将水平铺设的密封薄膜边缘部分埋入密封沟并回填淤泥或黏土压实进行密封，多用于加固区周边为黏土层且加固深度范围内无透水层的情况。本工程吹填土质为淤泥质土，采用人工将膜直接踩入淤泥中形成密封沟的方式进行侧向密封，密封沟的宽度为80cm，踩入深度大于1m。
3．透气（水）现象及机理分析
在真空预压的前期，密封沟里的淤泥量充足，密封膜边缘被深埋入淤泥里，侧向密封性能良好，真空度能够沿水平向和侧向进行有效的传递，各加固区块的各项监测数据显示正常。但是抽真空进行约80天后，个别区块的监测数据便出现异常，如W2-23区。该区的孔压降曲线如图2所示，孔压出现反弹，不再正常消散。与此同时，沉降速率突然变小，真空度大幅下降。现场巡查发现，个别水箱的出水量偏大，并伴有大量泡沫。经现场实地勘察发现，区间共用密封沟的宽度变大（宽约2m～4m），密封沟局部区段密封膜边缘外露泥面，甚至漂浮于水面上。
3.1 密封沟局部缺泥机理分析
a、流水（重力流）冲涮作用导致密封沟局部淤泥量减少。在冲涮作用下淤泥表面因受扰动形成的泥水混合物沿密封沟流出围堤，导致密封沟局部区段内淤泥深度变浅，密封膜边缘外露并漂浮于水面上。
b、吹填淤泥的孔隙比很大，压缩性很高，经过一段时间抽真空，加固区产生竖向沉降的同时也伴随着横向内缩，导致密封沟变宽，从而使密封沟内淤泥深度变浅，密封膜边缘外露泥面，影响密封性能。
c、吹填淤泥含水量非常高（本工程吹填淤泥平均含水量约128%），颗粒极细小，抽真空开始后，在压力差的作用下密封沟内淤泥出现液相渗流，带动这些松散而细小的土颗粒绕过密封膜边缘进入加固区内。同时，加固区淤泥中的水分被抽出汇集到密封沟里，为密封沟补给水源，形成液相循环渗流，致使密封沟里的极细土颗粒不断被带离，淤泥越来越少。
3.2 密封沟泥面开裂机理分析
泥面开裂现象大部分发生在退让区靠近隔堤的密封沟处，加固区块主要表现为透气。由于靠近隔堤处沉降量小，加固区块平面倾斜导致密封沟局部区段淤泥表面未能覆水，在阳光暴晒和空气流动作用下，密封沟里的淤泥因水分散失而收缩固结。同时加固区块内缩，密封沟变宽，固结淤泥被拉裂而形成上下贯通的裂隙。
4．采取措施及效果分析
本工程W2-23区经现场仔细排查，发生透气（水）现象的主要原因为密封沟局部区段淤泥量减少，泥面下降导致密封膜边缘露出泥面。施工现场采取人工灌注淤泥，并重新踩膜，保证长期良好的密封性能。密封沟处理后，透水（气）现象消失，各监测数据趋于正常，真空度值稳定并达到设计要求，加固质量明显提高，保证了施工质量。图3所示。
除上述应急技术措施外，本着降低施工成本和保证施工质量的原则，浅层加固吹填淤泥的真空预压过程中还可以按照下述几项措施进行改进和维护，增强密封沟的密封性能。
（1）重力流过大的密封沟区段，可在其淤泥表面覆盖编织布并予以固定，减小流水对密封沟淤泥表面的冲刷；或者是在密封沟里设置漫水小围堰，这样不仅可以使密封沟里留存一部分水来养护密封沟，同时还可以减少淤泥的流失。
（2）控制加固区最外侧的排水板与踩膜位置之间的距离，加大踩膜深度，这样可以延长液相渗流路径，减少土颗粒的流失。加固区块最外侧副滤管上绑扎的排水板，人工打插时可向区块内倾斜，防止人工踩膜时由于人为因素造成排水板与密封沟的距离减小，加剧液相循环渗流。
（3）若靠近隔堤附近的密封沟透气严重且较难处理，可另挖设一条密封沟。
（4）无水覆盖的密封沟可用密封膜覆盖保水，防止阳光直射和空气接触造成水分散失引起的收缩开裂；或者是将水箱移至密封沟边缘，使射流泵抽取出来的水能够沿密封沟流淌，起到养护作用。
（5）预压初期控制加载速率，降低液相渗流的影响。吹填淤泥含水量高，孔隙比大，结构疏松，土颗粒间黏结力很小，若初期开泵率过高，加固区内外压差过大，会在加固区边界出现液相渗流现象，形成贯穿加固区内外的流水通道，严重影响加固效果，应分阶段进行循环开泵和逐级加载。
5．结语
真空预压法对吹填淤泥进行浅层加固时，采用人工将密封膜直接踩入淤泥中形成密封沟的方式进行侧向密封。要求在施工过程中必须采取积极必要的措施来维持密封沟里淤泥的含有量，从而保障密封沟长期有效的密封性能，保证预压加固效果。
参考文献：
[1] 岳建文.大面积真空预压边界密封技术的应用[J].水运工程，2012,464(3):129-132.
[2] 李军.侧向密封墙技术在真空预压工程中的应用研究[D].上海:同济大学,2008.
[3] 丁明武,温辉,阮涛等.浅层加固新吹填淤泥的侧向密封技术[J].施工技术,2011,40: 330-333.
论文作者:刘依,李云龙
论文发表刊物:《工程建设标准化》2016年5月总第210期
论文发表时间:2016/7/15
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