8月份《城市建设》陈勇1

真空预压地基处理技术在连云港市海堤达标项目 西墅闸工程滩涂软淤地基中的应用 1 陈 勇 2 吴峰 淮安市水利勘测设计研究院有限公司;邮编 223005 【摘要】连云港市海堤达标项目西墅闸位于连云区西墅码头西侧约 100m，其地貌类型为潮汐带淤泥质浅滩， 无法进入施工场地进行主体工程施工，所以必 须对闸塘内先进行真空 预压处理，本文主要 阐述了滩涂软淤地基中 真空预压技术方案和监测评估。 【关键词】滩涂软淤地基；真空预压；技术方案；监测评估 1. 工程概况及施工工艺流程 1.1 真空预压面积约 16000m2,设计固结度为 75%，地基承载力为 80kPa，塑料排水板采用 SPB型，间距为 1.0m、1.5m，正文形布置，底面高程为9.50m。 1.2 密封膜下真空度不小于 80kPa，设 26台真空射流泵，每台控制 677.5m2，真空泵与膜 下管路连接段设截止阀和止回阀。 1.3 施工工艺流程：施工准备测量放样搭设浮桥铺一层编织布铺设一层竹架铺 一层编织布铺设中粗砂垫层厚 50cm(其中砂含泥量小于 3%，渗透系数大于 2102 cm/s)打 设排水板铺设排水管路、监测设备等铺设 350g/m2土工布一层铺设两层密封膜抽真空至 80kpa以上保持恒载监测及分析评估停泵卸载加固效果检测。 2. 真空预压技术方案 2.1 施工准备工作 2.1.1 技术准备：做好图纸会审和技术交底；编制项目管理实施计划；做好测放准备工作。 2.1.2 施工设备运至现场并组装、调试。 2.1.3 按设计要求采购材料，并送有资质单位检测。 2.2 根据移交的控制点、图纸等资料进行内业计算，并报监理工程师复核进行现场测放。 2.3 为方便施工，现场搭建浮桥，浮桥宽为1.2米，浮桥采用塑料泡沫板加木板做为主材料， 土工布包裹。 2.4 为了增加地基的承载力，浮桥搭设完毕后在原泥面上铺设一层编织布，编织布用手提 缝纫机缝合，缝接宽度5。 2.5 在编织布铺设完后，铺设50cm50cm的竹架，竹架采用铁丝绑扎，搭接长度不小于 1.0m，竹子大头与小头相接。 2.6 再次铺设一层编织布，要求同上。 2.7 现场布置一定数量的竹竿，并在上面用红漆标明 50 cm 厚度。铺设黄砂垫层时采用小 型拖拉机转运及人工配合铺填整平，平整度控制在5内。铺设钢板作为施工通道，以免造成 砂垫层与淤泥混合，影响垫层的连续性和整体排水效果。 2.8 打设塑料排水板 2.8.1 当加固区边线与相邻两个排水板中垂线距离大于 0.44m时，在距离加固区边线 20cm 处加打一根塑料排水板。 2.8.2 板位偏差不大于30mm；垂直度偏差不大于1.5%；底标高允许偏差为5cm；回 带长度不超过 50cm，且回带根数不超过打设总根数的 5%；砂垫层以上的外露长度不小于 20cm； 接长时搭接长度不小于 20cm，每根“接长板”只允许一个接头， “接长板”分散使用，相邻板无 接头， “接长板”使用量不超过总根数的 10%；及时清理排水板周围的淤泥并用砂填满孔洞，将 排水板板头埋置于砂垫层中。 2.9 铺设排水管路、监测设备等 2.9.1 打入塑料排水板后，布设支滤管和主滤管，采用波纹管连接。支滤管与主滤管连接 采用专用骨架胶管（两通、三通、四通件）套接，套接长度不小于 100mm，并用铁丝绑扎牢固， 铁丝头朝下，防止刺穿密封膜。滤管埋于砂垫层中，滤水管上部有 1520cm 砂垫层覆盖。滤管 按间距 5m呈框格形布置。 2.9.2 按照设计要求布设监测设备。 2.10 上述工序完成后，将外露的塑料排水板板头埋入砂面以下，同时清除面层的淤泥块 和所有有棱角的硬物等杂物，用铁铲将砂面拍抹平实。为防止抽真空过程中真空膜被硬物刺破 在表面铺设一层土工布以保护密封膜。 2.11 铺设密封膜 2.11.1 密封膜采用聚乙烯薄膜，单层厚度为 0.120.14mm，共铺设 2层，根据预压区实 际长度每边各增加 2m订购密封膜。 2.11.2 铺好后在膜上仔细检查有无可见的破裂口，如有则及时补好。检查无缺陷后即可 进行第二层密封膜铺设，二层膜的粘接缝尽量错开，铺设密封膜要留有可收缩富余量。 2.11.3 真空预压区周边必须形成一个相对不透气层，所以压膜沟深入不透水层深度不小 于0.5m。为确保密封效果，需将密封膜踩入压膜沟中，先踩第一层膜，踩完第一层膜后开始踩 第二层膜。在踩膜过程中，密封膜粘合处先踩入，再踩其他部分，主要防止踩膜过程中撕裂密 封膜。 2.12 抽真空及监测 2.12.1 安装好真空泵系统试抽前，在膜面上、压膜沟处仔细检查有无漏气情况，发现后 及时补好。逐台检查真空泵系统连接处，保证在关闭闸阀的情况下，泵上真空度能达到 0.096MPa，以确保真空泵系统发挥最佳功效。 2.12.2 开始阶段为防止真空预压对加固区周围土体造成瞬间破坏，严格控制抽真空速率。 具体操作时可先开启半数真空泵，然后逐步增加真空泵工作台数，当真空度达到 60kPa，经检查 无漏气现象后，开始在膜面蓄水加载，开足所有泵。在真空度满足设计要求时，可适当减少开 启数量，但不少于总台数的 80%。 2.12.3 定期对真空度、孔隙水压力、水位、分层沉降、表面沉降等进行监测记录。 2.13 停泵卸载 oS321Pt3t2t1 t 当连续七天以上沉降速率小于 2mm/d时，可根据监测数据推算，如满足设计要求的固结度 时可停泵卸载并取样试验。 3. 真空预压监测及分析评估、检测 3.1 真空预压监测及分析评估 3.1.1 表面沉降：经观测最大沉降量达 1489mm，最小沉降量达 983mm，平均沉降量达 1283mm，沉降效果明显；最后连续七天最大沉降速率为 2.14mm/d，最小日沉降速率为 0.86 mm/d，平均沉降速率小于 1.49mm/d。 3.1.2 膜下真空度：二月中旬开始膜下真空度稳定在 84kPa左右，满足设计要求。 3.1.3 分层沉降：在抽真空初始阶段分层沉降迅速下降，目前沉降速率变缓慢， 1m 处的 分层沉降最大值 2109mm，3m 处的分层沉降最大值 3628mm，5m 处的分层沉降最大值 5441mm，土 体的沉降主要集中在 7m范围以内。 3.1.4 孔隙水压力：从观测数据来看测量频率变化不大，则孔隙水压力变化很小，变化速 率缓慢。 3.1.5 固结度计算：根据最终表面沉降与最后连续七天平均沉降速率判断可以停泵卸载， 进行固结度推算。 指数曲线配合法计算过程的基本思想为：在预压荷载恒定的条件下，从实测的沉降与时间 的关系曲线上取三点，且它们之间的时间间隔相等，即 t2 t1 t3 t2取 t145 天， t290 天， t3135 天，由 S与 S1、S 2、S 3的关系： ，计算出最终沉降量。)S()(S23123 荷载恒定下最终沉降推求示意图 由沉降拟合曲线可得，S 1=954mm、S 2=1169mm、S 3=1294mm，可求得 S=1468mm。利用 ，S Ut 其中 St为目前的平均沉降量 1283mm，S 为由上式计算推求出的最终沉降量，由此计算出的固结 度为： 74.801623Ut 经验双曲线法：地基的最终沉降量可根据实测沉降资料按下列公式推算： t St0 10S 式中 S0满载时间的实测沉降量（mm） ；S t 满载开始时的实测沉降量（mm） ；t 满载预压时 间（ s） ，从满载时刻算起； 最终沉降量（mm） ； 、 待定系数,可根据实测资料确定。 根据实测资料选取 t=11d、42d、73d、100d、139d 拟合上述曲线，求的参数 =30203、=0.009，推算出最终沉降量 =1533mm。 利用 ，其中 St 为目前的平均沉SUt 降量 1283mm，S 0为由上式计算推求出的最终沉降量，由此计算出的固结度为 。37.8152Ut 3.2 浅层平板载荷试验：本工程试验采用 800800mm刚性承压板，静载荷试验点选择基 本确定在平均沉降值附近，使其有代表性。 3.2.1 采用慢速维持荷载法加载步骤：加载分级为 8级，最大加载量不应少于设计要求的 两倍，每级加载后按间隔 10、10、10、15、15min，以后每隔半小时测读一次沉隆量，当在连续 两个小时内，每小时的沉降量小于 0.1mm时，则认为已趋于稳定，可加下一级荷载。 3.2.2 终止加载条件：当出现下列情况之一时，即终止加载：（1）承压板周围的土明显 地侧向挤出；（2）沉降 S急骤增大，荷载沉降（PS）曲线出现陡降段；（3）在某一级荷 载下，24 小时内沉降速率不能达到稳定；（4）沉降量与承压板宽度之比0.06。 3.2.3 承载力确定：（1）在荷载沉降（PS）曲线上有比例界限时，取该比例界限所对 应的荷载值；（2）当极限荷载小于对应比例界限的荷载值的 2倍时，取界限荷载值的一半； （3）当不能按上述二款要求确定时，承压板面积为 0.250.50m 2,可取 s/b=0.010.015 所对 应的荷载，但其值不应大于最大加载量的一半；（4）同一单位工程参加统计的试验点不应少于 3点，当试验实测值极差不超过其平均值的 30%时，取此平均值作为处理地基承载力特征值。 3.2.4 试验成果数据：01、02、03试验点分别经过 990、810、960min 观测，最大 加载量分别为 144kpa、128kpa、144kpa 时沉降量出现陡降后终止加载。 3.2.5 试验成果分析：试验点的最大加载量为某一值时，PS 曲线比例界限明显，取最大 加载值前一级的一半作为该点地基承载力的特征值；所以 01、02、03的特征值分别为 64kpa、56kpa 、64kpa。 4、总结：本工程根据沉降监测结果推算固结度指标达到 75%以上，而平板载荷试验承载 力未能达到设计的 80kpa特征值。通过以上成果分析认为固结度是相对指标，而承载力