真空联合堆载预压法加固吹填土的试验研究(修改版0306)

1、真空联合堆载预压法加固吹填土的试验研究应用摘要：木文介绍了真空联合堆载预压法在某港区吹填土软基处理试验工程屮的应用悄况。经表层 沉降、分层沉降、孔隙水压力、深层水平位移和地卜水位变化等监测数据分析及加固后的检测结 果表明，该技术加固吹填土形成的超软弱地基是可行的，口加固效果良好，并为今后类似的软基 处理工程提供了有益的参考。关键词：真空联合堆载预压；吹填土；监测；加固效果中图分类号：文献标识码：a文章编号：卢建利高军(格力地产，广东 珠海519020)experimental research on dredged soil foundation treatment withvacuum co

2、mbined with surcharge preloading methodlu jianli(gree real estate, zhuhai, guangdong 519020, china)abstract： in this paper, we present that dredged soil foundation improvement test area of some port in south china is consolidated by vacuum combined with surcharge preloading method (vsp). based on th

3、e in-situ monitoring (surface settlement, layered settlement, pore water pressure, inclination and groundwater level) and tests, it is shown that vsp is an efficient dredged soil foundation treatment method and the research provides a useful reference for this kind of application.key words： vacuum c

4、ombined with surcharge preloading; dredged soil; monitoring; consolidation effect关键词：真空联合堆载预压，堆载预压，实验结论1引言近年来，我国沿海地区港口工程建设得到迅速发展，但这些地区的天然地基大部分为滨海相和河 相沉积的软黏土，其特点是含水量高、压缩性大、强度低及渗透性差。如何针对这类软土采取有效的 地基处理方式，已成为工程界广泛关注的问题。真空预压及其联合堆载预压技术作为一种新的软土地基处理方法，虽广泛应用于道路、码头、工 民建、机场等工程小，但其理论研究相比于工程实践较落后，不少理论问题还未得到解决。因此

5、，在 工程屮进行软基处理试验就显的i分必要。本文基于某港口吹填十软基处理试验区工程，通过对表层沉降、分层沉降、孔隙水压力、深层水平位移、边桩和地下水位等监测项冃及原位检测试验的分析,验证真空联合堆载预压技术的可行性和加固效果，为今后类似软基处理工程提供有益的参考。2试验区概况sy 1-1c型板,1mc型板0. 7msy 1-4b型板，1msi 4syl-3c型袄0. 85msy卜5c型板,ha 在排rp8joigs-tfqr1软基处理试验区总而积约2.1万m2,其中真空联合堆载预压试验区llooom?,堆载预压试验区 9504m2o平面位置划分如图1,试验区的布置悄况见表kl：表14试验区分区

6、分块一览表分区分块号面积(m2)备注真空联合堆载预压 区sy1区sy1-14000c型板，间距lmsy1-21500c型板，间距0.7msy1-31500c型板，间距0.85msy1-42000b型板，间距lmsy1-52000c型板，间距lm,直排式真空预压合计11000堆载预压区sy2区sy2-12475抛石与淤泥间的条带，b型板sy2-22632c型板，间距饰sy2-32057b型板，间距lmsy2-41311c型板，间距0.85msy2-51029c型板，间距0.7m合计9504图1试验区划分块平面图本工程场地内软土的主耍特性为高含水量、高孔隙度、高塑性指数、低强度、高压缩性主要待加固

7、土层的物理力学指标见表1-2：表1-2 土层主要物理力学指标土层含 水 量重度孔隙比塑性 指数液性 指数剪切试验固结系数压缩 指数ccvch%kn/m3kpao10-3cm2/s10-3cm2/s一冋填流泥114.014.03.06637.22.037.41.00.38-淤泥流泥93.114.72.50929.82.056.31.30.480.410.667淤泥质土45.417.41.25818.71.2320.01.62.152.570.439在进行试验区的施工时，同时进行试验区所在泥塘区剩余区域的砂垫层、塑料排水板和第1级堆载的 施工，一方而可为后续施工捉供便利，缩短工期，另i方而可为试验

8、区堆载施工捉供反压，有利于工程安 全。本次试验的目的有以下儿个方面：1）检验设计采用的排水预压处理方案对场地岩土工程条件的适应性及效果，为方案的优化提供依据;2）选择合适的施工机具、施工工艺及原材料，为制定施工组织措施、施工管理标准及保证施工质虽 的措施提供依据；3）为工程的地基处理方案设计和施工提供参数：4）通过试验确定地基处理后的质量检测手段和标准。3 工艺研究及试验设计3.1试验流程场地清除一场地整平一垫层设置一塑料排水板一淤泥密封墙一真空联合堆载预压和堆载预压或堆载 预压3. 2预压卸载后场地的处理真空联合堆载预压试验区卸载后，在加固区内选择了一块有代表性的场地进行碾压平整，并进行载荷

9、 板试验以检测地基承载力。检测结果显示，场地在预压卸载后直接进行碾压平整的情况下，地基承载力为 105kpa,不满足设计文件中地基承载力不低于120kpa的要求。后针对预压卸载后可能出现场地地基承载力不满足设计要求的情况，在木工程设计中对排水固结法软 基处理区预留了预压卸载示的强夯。强夯结束示对场地进行地基承载力检测，结果显示地基承载力人于 120kpa,满足设计耍求。3. 3监测及检测为获得试验数据，指导设计和施工，木工程布置了表层沉降、分层沉降、孔隙水压力、水位、深层水 平位移、边桩等监测项目，并布置了卸载后十字板、钻孔取土、载荷板试验等检测项目。在堆载预压试验 区，在施加第3级和笫5级荷

10、载前，布置了十字板试验和钻孔取土试验。为加强对前导标的保护，木工程 还对处于堆载预压区边缘的前导标布置了基础沉降、裂缝和倾斜的观测。监测点的布置见表21表2-3o表试验区监测及检测项目一览表序号监测项目单位数虽真空联合堆载预 压试验区堆载预压试 验区1表层沉降标个642分层沉降个113孔隙水压力组224水位观测管个115测斜管个036加固后钻孔収土试验孔547加固后i字板剪切试验孔548加固后载荷板试验点11表2-2试验区屮间检测项目一览表序号监测项目单位数量真空联合堆载 预压区堆载预压区1钻孔取上孔02x22十字板孔02x2注：(1)堆载预压第2、第4级荷载施加后，在每个堆载预压分块各布置2

11、组| 字板试验和2组钻孔取土； (2)试验区的检测项目、数疑根据实际情况进行调整。表23后续堆载预压区监测项n 览表序号监测项目单位数最1表层沉降标个92分层沉降个1注：后续堆载预压区的表层沉降、分层沉降需与试验区的监测项口同时埋设并进行观测。4监测成果及分析监测设备平面布置图:c】o 口八 tn-xdc1n sy1->sy1-4sy1-1口zi >口(口口sy1-3sy1-5 口口.clj口4. 1表层沉降软基处理试验区各表层沉降监测点实测沉降随吋间的变化曲线见图2和图3。试验区卸载前根据实测沉降曲线推算的沉降和固结度见表3-1和表3-2o注：cj1-1 和 cj12 位于 sy

12、m 区,cj1-3 位于 sy1-2 区，cj1-4 位于 sy1-3 区,cj1-5 位于 sy1-4 区,cj1-6位于sy15区。图2真空联合堆载预压试验区沉降随时间变化曲线 'cj2-1 cj2-2cj2-3hcj2-4时间（天）8-149-1310-13 11-12 12-121-112-103-124-115-11r050010001500富000e逐500韦0003500400045005000注：cj2-1 位于 sy2-2 区,cj2-2 位于 sy2-3 区,cj2-3 位于 sy2-4 区,cj2-4 位于 sy2-5 区,图3堆载预压试验区沉降随时间变化曲线表3

13、-1真空联合堆载预压试验区沉降及固结度推算结果沉降板cj1-1cj1-2cj1-3cj1-4cj1-5cj1-6施工荷载下最终沉降（mm）363936593835342635503628卸载前实测沉降（mm）318031223609299831163081固结度（%）87.485394.187.587.884.9农3-2堆载预压试验区沉降及固结度推算结果沉降板cj2-1cj2-2cj2-3cj2-4丿施工荷载下授终沉降（mm）4859385843821678卸载前实测沉降（mm）4384332141291555固结度（%）90.286.194.292.7根据实测沉降曲线、施工期荷载和使用期荷载

14、推算的地基处理工后沉降见表3-3o表33软基处理工后沉降推算结果（单位:cm）沉降 板cj1-1cj1-2cj1-3cj1-4cj1-5cj1-6cj2-1cj2-2cj2-3cj2-4工后 沉降19192018181924192119根据试验区实测沉降曲线推算的软土层的平均固结系数见表3-4o表34 土层平均固结系数推算结果（单位：xl0-3cm2/s）沉降板cj1-1cj1-2cj1-3cj1-4cj1-5cj1-6cj2-1cj2-2cj2-3cj2-4固结系数0.360.320.200.240.380.330.300.280.260.14由于沉降板cj24所在区域淤泥较薄，其监测数据对

15、大面积施工指导意义不大，因此，在进行加固效 果分析时，不考虑沉降板cj2-4所测得的数据。4. 2孔隙水压力真空联合堆载预压试验区的孔压曲线明显地体现了真空联合堆载的过程，曲线中各波峰位置分别对应 屮粗砂垫层施工和第一层堆载料、第二层堆载料施工，加载期间引起加固淤泥屮孔隙压力迅速增长，荷载 加载完毕后孔压乂慢慢消散；真空卸载后孔压开始回升。堆载预压试验试验区的孔压曲线可清晰地反映堆载全过程，每一级堆载施匸都造成地基土屮的孔隙水 压力迅速上升，在堆载间歇期孔压乂逐渐消散。真空联合堆载预压试验区和堆载预压试验区的孔隙水压力消散缓慢，反映了土的低渗透性；不同深度 处的孔隙水压力消散较为一致，显示了软

16、土层在不同深度处均有加固效果。4. 3地下水位真空联合堆载预压试验区在抽真空期间水位持续下降，水位波动较小，反映了沌工期间外部干扰因素 影响较小，施t控制良好。堆载预压试验区的水位在施工期间也呈总体下降趋势，水位受堆载施工影响较小，但受潮位和降水影 响较人。4.4膜下真空度真空联合堆载预压试验区在预压期间，人部分时间内膜下真空度均稳定的维持在85kpa以上。上述结 果表明，设计要求真空预压抽真空期间膜下真空度不低于85kpa是合适的，是较为容易达到的。4. 5分层沉降真空联合堆载预压试验区和堆载预压试验区的分层沉降监测数据显示，加固范围内的软土层在各深度 处均有压缩，表切在排水板深度范围内的软

17、土层均得到了不同程度的加固。4. 6深层水平位移和边桩试验区布置的测斜和边桩监测结果均显示在堆载预压施工期间，土体将向外产牛较人的位移，反映了 软土层强度极低的特性。在施匸期间，部分区域土体侧向位移较人，但未出现边坡失稳等工程事故。5检测成果分析5.1加固后十字板剪切试验真空联合堆载预压试验区和堆载预压试验区加固示的i-字板检测结果表明，加固区内软土层的强度增 长情况变化较大，在排水板间距较密（0.7m或0.85m）的区域，软土的强度增长较为明显；而在排水板间 距较大的区域，虽然加固后场地工后沉降已满足要求，但土体强度增长不如排水板间距较小的区域明显。52室内土工实验真空联合堆载预压试验区的软

18、土层在处理后物理指标有明显的改善，土体含水量降低22%54%,平均 降低37%；孔隙比减小22%51%,平均减小35%；软土加固后由流泥成为淤泥、淤泥质土。堆载预压试验 区的软土层在处理后物理指标也冇明显的改善，土体含水最降低19%-61%,平均降低33%；孔隙比降低 18%-50%,平均减小30%；软土加固后由流泥成为淤泥、淤泥质土。但从力学指标室内试验结果来看，土 的强度提高幅度不人，与现场i-字板剪切试验结果相对应。5. 3静载荷板试验载荷板试验主要用于检测加固后场地的地基承载力。真空联合堆载预压试验区卸载后，在加固区内选 择了一块有代表性的场地进行碾压整平，并进行了载荷板试验以监测地基承载力。检测结果显示，地基承 载力为105kpa,不满足设计文件中的要求，证明预压卸载后对场地进行强夯处理是必要的。在对真空预压 试验区和堆载预压试验区的载荷板试验点所在区域进行强夯处理后，进行载荷板试验，检测结果表明地基 容许承载力大于120kpa,满足设计要求。6结论基于本工程试验区，本文通过对本工程的设计优化及施工材料和设备的选取进行了科学性的指导，有 效合理的选取了设计方案和施工方法，的减少了建设成本，提高了地基处理效果的町靠度，一定程度上降 低了工程风险，根据工程实际情况和监测、检测数据分析，该工程软基处理试验区的主要结论如下：1）根据实测沉降随时间变化