淺析陸域形成中堆載預壓設計實例

曾杰

摘 要：堆載預壓法是一種處理軟土地基方法，原理就是采用排水固結處理軟土地基。本文結合一個具體工程實例，簡介堆載預壓法在陸域形成及地基處理上的施工技術要點，監測和檢測要求，為地基處理設計提供的一個參考實例。

關鍵詞：地基處理 現場試驗 堆載預壓 施工效果

1.前言

碼頭建設對地基沉降的控制要求十分嚴格，尤其是在軟粘土地區，地基的沉降控制是保證碼頭安全建設和運營的關鍵之一。塑料排水板堆載預壓法處理完的地基承載力高、沉降量小、造價低，因而在軟粘土地基加固工程中得到廣泛應用。

2.堆載預壓法原理

堆載預壓法（Stacking Preloading）是指利用堆載的方法，使土體中形成一個局部的負壓源，通過降低砂井或排水板中的孔隙水壓力而使土體中的孔隙水排出，從而增加有效應力來壓密土體的地基加固方法。

3.工程概況

項目于廣東省珠海橫琴地區某碼頭的后方陸域形成、地基處理工程。根據地基處理工藝，結合場地原地面標高，陸域形成與地基處理一并考慮。一期工程范圍陸域面積約10206m2，考慮回填邊坡放坡處理，地基處理工程總面積約12563m2，其中：堆載預壓A區11602m2，堆載預壓B區961m2。

陸域形成、地基處理主要施工內容包括：場地平整及清表、鋪設砂墊層、插設塑料排水板、布置盲溝集水井、分層分級上載石屑、卸載石屑、監測檢測等。

根據鉆探結果，勘察區上覆蓋層為人工填土層（陸域揭示）、第四系濱海相沉積層、河流沖積相沉積層和殘積層，主要為淤泥類土、粘性土等，下臥基巖為泥盆系泥質粉砂巖和灰巖，

本次地層的分類按《水運工程巖土工程勘察規范》（JTS133-2013）進行分層。

4.設計標準

（1）場地使用荷載：建筑地坪均布荷載均為10kpa；水平運輸機械為空載行駛的16t輪胎吊、10t載重車、5t叉車，設計荷載采用軸載125kN，荷載等級為P1。

（2）設計標高：場地使用標高為+5.07m，地基處理交工標高定為+4.47m （結構層厚度為0.6m，當地理論最低潮位，下同）。

（3）殘余沉降及地基承載力要求：使用期內碼頭后方陸域殘余沉降≤30cm，交工面地基承載力不小于100 kpa。

5.地基處理

本工程原場地地面標高較低，需回填成陸，考慮到地基處理采用堆載預壓，在原地面即可進行地基處理。因此，陸域形成與地基處理一起考慮，地基處理上載過程，也是陸域形成過程。

結合場地平面布置圖，一期工程范圍陸域面積約10206m2，考慮回填邊坡放坡處理，地基處理工程總面積約12563m2，其中：堆載預壓A區11602 m2，堆載預壓B區961m2。

5.1地基處理技術要求

見表1。

5.2主要施工工藝及流程

地基處理A區（1）場地整平至標高+1.07m；（2）鋪設0.5m厚中粗砂墊層（3）插設塑料排水板，布設排水盲溝和集水井；（4）分六級堆載石屑，分級厚度1.0m，堆載過程進行分層分級碾壓，每50cm一層；（5）固結度達設計要求后卸載至標高+4.47m；（6）采用20t振動壓路機碾壓，直至無輪跡，達到壓實度在深度 0～80 cm范圍>93%，80～150cm范圍>90%要求為止，機械碾壓后整平至交工面標高；（7）進行加固效果檢測。

地基處理B區（1）場地整平至標高+1.970m；（2）鋪設0.5m厚中粗砂墊層（3）插設塑料排水板，布設排水盲溝和集水井；（4）分兩級堆載石屑，分級厚度1.0m，堆載過程進行分層分級碾壓，每50cm一層；（5）堆載過程補填石屑維持標高4.470m至固結度達到95%；（6）采用20t振動壓路機碾壓，直至無輪跡，達到壓實度在深度 0～80 cm范圍>93%，80～150cm范圍>90%要求為止，機械碾壓后整平至交工面標高；（7）進行加固效果檢測。

6.施工技術要求、材料要求及質量檢驗

6.1堆載預壓施工技術要求

（1）上載要求：堆載預壓施工過程按分級上載，每級厚度1.0m，堆載過程分層碾壓，分層厚度不大于50cm。

（2）排水系統：堆載預壓A區為排水板插設施工完畢之后，開始沿場地長邊方向布置排水碎石盲溝，盲溝形狀為倒梯形并用單位面積重量為200g/m2無紡土工布包裹，頂寬60cm，底寬40cm，高50cm，底部低于砂墊層底部0.25m；沿盲溝延伸方向布置集水井，間距不大于50m，井管為鋼筋籠制作，外包鋼絲網和土工布，管底部低于盲溝底部0.5m。施工過程中應及時抽排集水井中的水，并排至場地之外，集水井中積水深度不應超過50cm；卸載后集水井采用石屑回填并密實，要求密實度達到93%。

堆載預壓B區為在堆載區域兩側開挖排水溝，及時抽排水，施工過程中，需保證排水溝底低于砂墊層底0.3m。

（3）施工過程控制指標

①堆載預壓采用厚度控制；②堆載料為外購石屑，容重≥16.0kN/m3；③堆載過程加載控制標準：a）地面沉降標日均沉降量小于15mm/d；b）水平位移觀測最大水平日位移量小于5mm/d；c）ΔU/ΔP≤60%（ΔU-孔隙水壓力增量，ΔP-荷載增量）；④卸載標準：a）按實測沉降曲線推算的固結度：固結度不小于90%；b）實測地面沉降速率連續10天平均沉降量不大于2mm/d。

6.2振動碾壓施工技術要求

卸載后場地應采用20噸的振動壓路機振動碾壓5～8遍處理，激振力不小于400kN。振動壓路機的行進速度在10～15km/h之間，震碾順序按“先兩邊，后中間”錯輪進行，輪痕覆蓋整個場地為一遍施工。如果因輪跡過深而影響機械行進，可用平地機將場地整平后再進行震動碾壓。endprint

（1）排水砂墊層

排水砂墊層材料為中粗砂，含泥量<5%，滲透系數不小于5×10-3cm/ s。鋪前必須到砂源地取砂檢驗。砂墊層厚度為0.5m，中粗砂墊層鋪設偏差要求-0.05～+0.05m，干密度不小于15kN/m3。砂墊層的檢測為10000m3檢測一次。

（2）塑料排水板

塑料排水板，其規格、質量和排水性能要求必須符合《水運工程塑料排水板應用技術規程》（JTS206—1-2009）的各項指標規定。普通塑料排水板選用SPB-B型，所有塑料排水板必須采用新料。

（3）無紡土工布

單位面積重量為150g/m2，縱向斷裂強度≥2.5kN/m；CBR頂破強力≥0.3kN；有效孔徑O95為0.07mm；滲透系數≥0.1cm/s；

單位面積重量為200g/m2，縱向斷裂強度≥4.5kN/m；CBR頂破強力≥0.6kN；有效孔徑O95為0.07mm；滲透系數≥0.1cm/s；

（4）堆載料

堆載料采用石屑，容重不小于 16kN/m3。

7.監測及檢測

質量檢驗標準及監測檢測要求。為了控制地基處理施工過程中軟基的穩定、減少工后沉降及差異沉降，必須要具有資質的監測單位制定詳細的監控方案，借助相關儀器對施工過程中土體的應力應變及孔隙水壓力的變化進行嚴密的監控，以確保施工安全并科學的指導施工；施工結束后為確保能達到設計要求，還必須進行相關的施工質量檢測；

主要監測及檢測項目：地表沉降盤、邊樁位移觀測、土體強度檢查（靜力觸探、取土孔、標貫）。

（1）沉降標觀測

沉降標主要是觀測地表沉降和沉降速率，可控制加載速率。

（2）邊樁位移觀測

邊樁打設在護岸結構頂部，通過位移監測獲得水平位移讀數。

8.結束語

在經濟發達的珠江三角洲地區，由于地質原因的特殊性應用堆載預壓法進行地基處理的工程項目越來越多。隨著港口建設的日益增加，堆載預壓法在地基處理工程上的應用也在更深入研究和不斷創新，對于深厚軟土層的地基處理像結合真空聯合堆載預壓法等對深厚軟土層的地基處理技術方法也越來越多地應用在實際工程中去。

參考文獻：

[1]JTS 147-1-2010.港口工程地基規范.

[2]JGJ79-2012.建筑地基處理技術規范.中國人民共和國住房和城鄉建設部，2013.

[3]婁炎.真空排水預壓法加固軟土技術.北京.人民交通出版社，2002.

[4]高大釗.土力學與基礎處理工程.北京.中國建筑工業出版社，1998.

[5]高大釗.軟土地基的理論與實踐.北京.中國建筑工業出版社，1992.endprint