广州南沙城市建设投资有限公 广东广州 511458
摘要：广州南沙地区存在深厚软弱淤泥层的特点，本文根据南沙南滨水角公园项目工程中采用塑料排水板堆载预压排水固结法处理软基的实践,介绍堆载预压排水固法技术原理、施工工艺及质量控制措施,并通过仪表埋设进行动态观测分析,通过十字板剪切试验检测软基处理效果。
关键词：软基处理；堆载预压；施工工艺；质量控制
1、前言
广州南沙是国家级开发区，处于珠江三角洲经济区的几何中心，目前正处于大开发建设过程中。南沙区位于珠江出海口，分布着大量软土地层，这种软土具有含水量大、孔隙比大、压缩性高、透水性差等特点，软土引起的地面沉降和边坡失稳是该地区的主要地质灾害。软土地基承载力和稳定性往往不能满足工程需求，由此给基础设施建设带来比较大的困难，也是南沙建设所面临的难题。
2、工程概况
南沙南滨水角公园项目面积约9.6万平方米，其中软基处理面积约4.5万平方米，工程所外区域为珠江三角洲冲积平原区，为典型的珠三角洲冲积平原地貌。项目范围内广泛分布深厚软土地层，根据地质钻孔揭露情况，本工程地层自上而下依次为素填土、淤泥、淤泥质土、粉质粘土、粉细砂、中粗砂等，其中淤泥、淤泥质土平均总厚度约为22米。
3、塑料排水板堆载预压施工工艺
工程建设中常用的软基处理方法主要有:换填垫层、预压地基、压实地基和夯实地基、复合地基、注浆加固、微型桩加固等。软基处理的方法虽然有很多，但是不管何种处理方法，都应做到因地制宜、就地取材、节约资源、保护环境的原则。在方案选择上要结合现场土质条件和工程的实际要求，要综合考虑施工工艺、经济效益和社会效益等因素，以确定最合理的软基处理方案。
预压地基适用于处理淤泥质土、淤泥、冲填土等饱和和黏性土地基，按处理工艺可分为堆载预压、真空预压、真空和堆载联合预压，其中堆载预压法在南沙地区已有较成熟的施工经验，而且是一种经济、安全和环保的软土地基加固方法。堆载预压，即在地基上堆加荷载使地基土固结压密的地基处理方法。结合现场地质情况，综合考虑了各方面因素，该工程选择了塑料排水板堆载预压的方案，其中堆载预压时间为6个月。由于该工程实际需要大量土方回填，所以堆载预压填筑的土方直接作为回填土方，堆载预压完成后不需进行御荷处理。
塑料排水板堆载预压施工流程：地基基础清基→铺设砂垫层→排水板施工→集水井与地面盲沟施工→堆载预压→施工监测。
塑料排水板的内部为聚乙烯、聚丙烯或聚氛乙烯加工而成的多孔道板带，外包涤纶、丙纶等无纺织物滤套，具有隔离土颗和渗透功能，通过在软土地基中设置竖向塑料板，水平方向设置排水通道，然后在地面分级堆载预压，将土体中的孔隙水排出，从而使地基发生沉降，地基土逐渐固结，达到提高地基承载力和稳定性的目的。该工程塑料排水板堆载预压施工具体施工参数如下：
(1)砂垫层厚度为500mm，排水板间隔1米等边三角型布设，打设深度为20米。塑料排水板布置图见图1所示；
(2)根据现场地形特点，碎石盲沟间隔按纵向50米，横向10米设置，盲沟采用土工布包裹30~50mm碎石，其搭接长度不小于30mm。排水盲沟大样图见图2所示；
(3)集水井由Ф1000的无砂混凝土滤管和水泥管组成，滤水井每节长250mm，每井8节，其余用水泥管接长，滤管和水泥管均为成品，间隔50米布设。集水井与盲沟连接大样见图3所示；
(4)软基处理稳定标准为固结度≥90%或每天地基沉降量少于0.5mm。
塑料排水板应有足够的抗拉强度，沟槽表面应平滑，尺寸准确，能保持一定的过水面积，抗老化能力要求在二年以上，并具有酸碱抗腐蚀性。为确保排水板性能指标符合设计要求，施工前应将塑料排水板材料送往质量检测单位进行检测，检测合格后方可使用。在使用过程中还要妥善保管好塑料板，储存时要避免阳光直射，破损或受污染的塑料板不能在工程中使用。
（2）垫层填筑质量
地基清基后要按设计要求铺设砂垫层，为保证软土固结排水效果，垫层一般采用中粗砂，并要求保证砂的含泥量符合规范标准。填筑砂垫层要严格控制其厚度，垫层厚度不能小于设计要求。
（3）塑料排水板打设质量
塑料排水板打设范围、深度和间距应符合设计要求，打设过程中应随时注意控制打设垂直度，其偏差应不大于±1.5%。塑料排水板打设过程中应逐板进行自检，并设有专人记录，当检查符合验收标准时，方可打设下一根，否则须在临近处补打。插板孔位误差应小于50mm，插板垂直偏差不超过插板长度的1.5%。施工过程中还要注意插板是否存在回带现象，如发现存在回带现象应及时分析问题原因并在附近进行补打。插板施工时，插板机应配有长度自动记录仪，记录每根铲板的长度、孔深等。
（4）排水井盲沟及排水井施工质量
盲沟应严格按设计要求布设，同时在碎石盲沟交汇处布设集水井，施工过程如发现集水井存在积水应及时采用潜水泵抽排。碎石盲沟渗滤材料采用粒径30mm~50mm级配均匀的碎石，含泥量不超过3%，沟底会设置好排水坡度。碎石垫层、砂垫层要求级配良好，铺设后进行平整碾压，要求相对密度不小于0.65。
（5）堆载预压加载过程质量控制
堆载预压过程如采用粘壤土填筑，其压实度不应小于0.9，如采用无粘性土填筑，其相对密度不应小于0.65，每层填土高度为1m。每层填土完成后，采用机械设备进行碾压，以压实度和相对密度为质量控制指标，压实度达到设计要求后才能填筑上一层。分层填土施工过程中，竖向沉降增长率按<15mm/d进行控制，稳定标准为连续10次沉降量<0.5mm/d时，方可进行下层填筑。
（6）施工监测
堆载预压加载过程除应满足地基承载力和稳定控制要求外，还应进行竖向变形、水平位移及孔隙水压力的监测。在施工过程中实施专业化现场监测是软基工程施工中的一个重要环节，通过现场采集实测数据并进行整理分析，能及时掌握工程安全状况与实施效果，并对未来变化趋势予以预测，用以指导施工实施，实现信息化施工，以保证项目的施工安全和施工质量均具有重要现实意义。
施工过程，孔隙水压力监测采用钢弦式孔隙水压力计观测，主要观测淤泥在预压期间的孔隙水压力消散规律和水位变化，孔压增量/荷载增量增长率控制<0.6。地基沉降采用埋设沉降板及分层沉降标进行表层和分层沉降观测，了解软基的竖向位移情况和各土层竖向位移情况。采用测斜管、测斜仪进行深层侧向位移观测，了解软基外侧深层土体的侧向滑动及稳定性情况。观测点布设在填土区域中心及边缘，间隔50m一个观测断面。
各监测项目的测试频率与其变化速率及监测目的密切相关，其监测时间间隔以能准确反映土体的变形规律为原则。一般而言，变化量或变化速率较大时，加密监测频率；反之，则适当延长监测时间间隔。施工期间暂定的观测频率为：在施工期每天每层观测一次；填高达到极限高度之后每天观测一次；临时中断施工或加载间隙期，3天观测一次；在预压期间，第一个月每3天观测一次，第一个月之后每7天观测一次。
6、加固效果检测分析
根据实测数据分析，本工程监测区域在施工过程中土体平均沉降量超过1.8m，推算土体固结度>90%，均满足设计要求。
在施工结束后，为检测软基处理的土体加固效果，对软基处理工程进行了十字板剪切试验，目的是检测软粘性土及其预压处理地基的不排水抗剪强度和灵敏度。十字板试验是用插入软粘土中的十字板头，以一定的速率旋转，测出土的抵抗力矩，换算其抗剪强度。
本工程共进行了9个孔位（135个点）的十字板剪切试验。经检测，本工程软基处理的土体加固效果满足设计要求。图3、图4为其中一个典型孔位的地基土不排水抗剪强度（重塑土强度）与高程曲线和灵敏度与高程曲线。
结语:
随着南沙的开发建设，目前还有相当数量工程正在或准备实施，而其中的部分工程处于软土区，地基若要满足承载力及沉降的要求，通常需要进行软基处理。本文根据一个项目工程的实际案例介绍了塑料排水板堆载预压施工的技术原理、施工工艺及质量控制措施，并且取得了良好的软基处理效果，可为今后的相似工程提供了富有价值的参考。
参考文献：
[1]《建筑地基技术处理规范》JGJ79-2012;南滨水角公园十字板剪切试验检测报告（广州市市政工程设计研究总院）; 南滨水角公园软基处理监测总结（广州市市政工程设计研究总院）
论文作者:陈志洪
论文发表刊物:《基层建设》2017年1期
论文发表时间:2017/4/11
标签：预压论文; 地基论文; 南沙论文; 工程论文; 排水板论文; 淤泥论文; 塑料论文; 《基层建设》2017年1期论文;