河北建设勘察研究院有限公司 河北石家庄 050031
摘要：软土地基是建筑施工常见问题，由于软土地基流动性大、含水量大、承载力低、透水性差、固结系数小等特点，如果处理不当，可能导致地面不均匀沉降，塌陷，给周围建筑造成影响。本文以印尼坦竣A燃煤电站工程为例，采用真空联合堆载预压加固方法，地表沉降量比较大，软土固结度达到了92%，满足设计要求，地基承载力超过10kpa，极大地改善了该工程软土地基的力学性能，软土地基加固效果明显。
关键词：吹砂回填；软土地基；堆载预压加固
引言：
地基是建筑工程重要的组成部分，地基的承载力直接关系到建筑工程的安全性和可靠性。由于不同区域的地基土体性质不同，为了确保地基的承载力，需要对地基进行处理。软土地基是常见的地基处理形式，传统的超载预压法施工简单、成本低，但是建设周期长。吹砂回填是沿海造陆常见方法，在我国部分沿海地区已经开始应用，并取得了一定的效果。真空联合堆载预压加固法时，可以及时将真空产生的负超静孔压与堆载产生的正超静孔压部分抵消，在土体分级堆载时不会产生太高的超静孔压，防止土体失去平衡，从而确保施工稳定。真空联合堆载预压法在我国理论研究比较少，但是国外相关技术已经成熟。本文以印尼坦竣燃煤电站工程为例，通过现场监测和地基处理后，发现真空联合堆载预压处理软土地基效果明显。
1 吹砂回填与真空联合堆载预压法
1.1 吹砂回填
吹砂回填指利用水泥机械冲搅泥砂，将一定浓度的泥沙通过预先设定的管道泵送到四周有围堤的吹填区域。吹填土中含有大量的天然水、土体中孔隙度比较大、抗剪切能力低，吹砂回填通过机械对土体进行冲击，让土体内部产生一定的压力，从而将土体中的水排出来，使得土体固结，具备使用价值。我国沿海地区采用这种方法造陆，将近海浅滩淤泥填充加固，排出淤泥中的积水，达到使用标准。
1.2 真空联合堆载预压法
真空联合堆载预压法是将真空排水固结法和堆载预压法结合起来的一种加固方式。使用真空装置抽空土体空气，形成一定的真空，真空产生一定的压差，在压差作用下土体中的孔隙水不断排出，由于孔隙水的压力降低，在排出过程不会发生剪切变形而是收缩变形，因此真空预压下土体不会出现侧向位移，而是向加固区域位移，达到土体固结的作用。同时土体在自身重力作用下实现堆载，进一步加速软土固结过程，减少土体收缩变形。真空联合堆载预压法不需要分级堆载，软土地基沉降快，减少了地基处理施工工期。
2 吹砂回填软基真空联合堆载预压加固效果
2.1 工程概况
印尼坦竣A燃煤电站工程位于印度尼西亚爪哇岛西爪哇省井里汶市潘格楠区（距离雅加达南262km），距离Cirebon市约21km，占地面积约80公顷。整个厂区位于海边三角洲平原，地形平坦，旁有河流经过，高程-0.48m～1.42m。部分地段为水塘。地表岩土性如下：
根据上述表格内容，本工程①1层饱和粘性土层，呈流塑-软塑状态，为高压缩性土体，土层最厚达17m，部分地段有水塘。施工区域附近有河流、有水塘，徐需要对水塘进行回填。然后真空联合堆载预压方案进行软土地基预处理。通过真空联合堆载预压加固软土地基，让3#区域于2018年08月26日膜下真空度达到85kPa，4#区域于2018年9月01日膜下真空度达到85kPa；在正常真空预压（85kPa）荷载及联合堆载作用下地基土的平均固结度不低于90%。真空加联合堆载处理的地基土，承载力特征值fak不低于100kPa。
表1 地层岩性分布表
2.2 真空联合堆载预压施工工艺
真空联合堆载预压施工前，按照设计图纸，对施工现场测量放线，确定排水板、管道、控制桩的位置，验收合格以后才能施工。为确保排水板顺利施工，以及抽真空时排水通畅，需要铺垫砂垫层，砂垫层使用的中粗砂含泥量不小于5%，水平渗透系数大于5×10-3cm/s。由于该工程的淤泥比较厚，所以排水板采用PVD型排水板。排水板间距0.9m×0.9m，正方形布置，施打平均深度约18m，应超过①1流塑～软塑粘土，进入①2可塑粘性土层，但不得穿透该土层。排水管是施工工艺流程如下
图1为 塑料排水板施工工艺流程
塑料排水板直接关系到整个真空预压施工质量，因此必须严格按照塑料排水板施工工艺流程施工，严格控制排水板平面位置误差，误差范围在±100㎜，垂直度偏差低于超过1.5%。主管支管选择高塑性波纹管，主管外径56mm、内径50mm，支管外径28mm、内径25mm。管与主管通过三通、四通连接，主管通过二通连接，套入长度不小于0.08m，并用铅丝或塑料绳绑紧，铅丝结头严禁朝上。管路铺设以后，才能密封边界。密封以后，需要安装孔隙水压力仪、分层沉降仪、真空度测头、真空传递仪等监测仪器，及时监测地层沉降情况。密封膜采用无纺土工布作为保护层，土工布或土工布面积边界应大于密封膜边界至少1.0m，并与密封膜一起压入密封沟内，铺设土工布以后才能密封膜。抽真空堆载是施工的关键环节，采用集成式节能型真空泵系统，将真空膜埋入密封沟内，使用不倒翁集水井技术（大泵技术）进行抽真空。当不倒翁集水井出水量明显减少，同时参考监测数据，周平均沉降量在35mm～60mm，即可对增压系统进行增压施工，增压施工采用间歇式施工，每次增压时间控制在1.5～2.0h，增压时应关注真空表及增压压力表的数值变化，压差一般控制在40kpa，并进行记录。抽气阶段密封膜内真空度大于85kPa。真空压力稳定120天以后，各项指标达到设计要求值后，才能卸载真空压力。压力卸载以后，发现软土地基实际沉降曲线计算的固结度≥90%；其中3#区域平均固结度92.4%、4#区域平均固结度92.8%；连续观测5-10天以后，3#区域平均沉降量从2018年12月26日起满足不大于2.0mm/d的要求，4#区域平均沉降量从2019年01月02日起满足不大于2.0mm/d的要求。
结束语：
采用真空加联合堆载处理软土地基，地基承载力达到了100kPa。各项指标达到了设计要求，因此通过真空预压堆载固结方法是处理软土地基的有效方法。
参考文献：
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论文作者:智学美,陈二松,李福来,韩辅洲
论文发表刊物:《建筑细部》2018年第30期
论文发表时间:2019/9/12
标签：预压论文; 真空论文; 地基论文; 土地论文; 区域论文; 孔隙论文; 土层论文; 《建筑细部》2018年第30期论文;