二次真空預(yù)壓法在吹填土中的運(yùn)用
——以溫州甌江口圍墾區(qū)為例

樂(lè) 浩 （安徽省建筑設(shè)計(jì)研究總院股份有限公司，安徽 合肥 230000）

0 前言

沿海城市受海洋、山地等限制，能用于開(kāi)發(fā)建設(shè)的陸地面積較少，進(jìn)而制約了城市的建設(shè)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展。圍海造陸為解決用地指標(biāo)的一大重要途徑，隨著圍海造陸規(guī)模越來(lái)越大，直接將近海里泥土通過(guò)泥漿泵抽至圍墾區(qū)作為吹填材料，既解決了淤泥沉積和堆填場(chǎng)地問(wèn)題，又解決了沖填材料不足的問(wèn)題。但新形成的吹填土層含水率高、孔隙比大、靈敏度高、承載力低（基本為零），特別是承載力低限制了處理機(jī)械的進(jìn)場(chǎng)。

真空預(yù)壓法是大面積加固軟土地基的常用處理辦法，常規(guī)的真空預(yù)壓法預(yù)在處理土層面上鋪筑砂墊層，在需要處理的土體中插入排水板，這些步驟均需要相關(guān)機(jī)械操作。由于吹填土層幾乎沒(méi)有承載力，常規(guī)真實(shí)預(yù)壓法所需的相關(guān)機(jī)械不能入場(chǎng)，因而無(wú)法操作。在真空預(yù)壓法基礎(chǔ)上進(jìn)行優(yōu)化，提出無(wú)砂墊層+有砂墊層兩次處理的方法。第一次無(wú)砂墊層通過(guò)人過(guò)插板3～5m，形成表層承載力，為第二次有砂真空預(yù)壓提供機(jī)械進(jìn)場(chǎng)條件。

本文通過(guò)對(duì)溫州甌江口圍墾區(qū)二次真空預(yù)壓對(duì)吹填土指標(biāo)影響分析，研究二次真空預(yù)壓法加固機(jī)理、施工工法及加固效果。

1 項(xiàng)目區(qū)域地質(zhì)條件

擬建場(chǎng)地位于溫州甌江口新區(qū)，圍墾區(qū)內(nèi)通過(guò)將近海泥土泵送至壩內(nèi)，形成吹填土層，吹填地層約5m厚，吹填土層下為較深的淤泥質(zhì)土。吹填土層表層呈流動(dòng)性，承載力基本為零。傳統(tǒng)的軟土處理方法因機(jī)械無(wú)法進(jìn)場(chǎng)而不能實(shí)現(xiàn)。

吹填土第一次真空預(yù)壓后力學(xué)參數(shù) 表2

2 第一次無(wú)砂墊層真空預(yù)壓處理

2.1 無(wú)砂墊層處理措施

圖1 第一次真空預(yù)壓斷面布置圖

圖2 第一次真空預(yù)壓濾管布置圖

采用人工插板，插板深度5m，正方形布置，間距0.9m。塑料排水板板頭直接同支管相連，再用主管將各支管串聯(lián)。管網(wǎng)上用淤泥覆蓋，鋪設(shè)一層無(wú)紡?fù)凉っ妗蓪用芊饽ぁＶЧ懿捎忙?0PVC軟式濾管，布置間距0.9m，主管采用Φ75PVC硬式濾管，布置間距30m。真空泵直接連接主管上，每1000㎡布置一臺(tái)真空泵。抽真空期間要求膜下真空度不小于85kPa，真空預(yù)壓70d，要求正式抽真空開(kāi)泵率不小于80%。

2.2 處理效果檢測(cè)

真實(shí)預(yù)壓70d，在沉降量及沉降速率滿(mǎn)足卸載要求后，采用工程鉆探方法，結(jié)合原位測(cè)試、土工試驗(yàn)等勘察手段對(duì)處理后吹填土層進(jìn)行檢測(cè)。

可以看出，經(jīng)過(guò)第一層處理后，吹填土層孔隙比有較大消散、含水量有較大減小，同時(shí)土體具有一定的強(qiáng)度及承載能力。

3 第二次深層真空預(yù)壓

3.1 處理措施

在第一次層無(wú)砂墊層處理的基礎(chǔ)上，表層吹填土有一定的承載力，第二次采用機(jī)械進(jìn)行插板，鋪設(shè)砂墊層，進(jìn)行深層處理。

3.1.1 排水板

排水板采用B型板，機(jī)械打板，深度10m，間距1.1m，正方形布置。

3.1.2 砂墊層

第二次真空預(yù)壓排水墊層采用砂墊層，厚度不小于50cm，砂墊層含泥量不大于5%，粒徑≥0.075mm顆粒含量在50%以上，砂墊層干密度應(yīng)大于1.5t/m3，滲透系數(shù)不大于5×10-3cm/s。

3.1.3 真空管網(wǎng)鋪設(shè)與連接

主管布設(shè)間距不大于30cm，排水板與濾管綁扎后埋入砂墊層中，不得將外包濾布有破損的濾管用于鋪設(shè)。

3.1.4 密封膜設(shè)置及密封膜鋪設(shè)

密封膜埋入不透水層深度不小于1.0m，相鄰密封膜預(yù)留間距（即密封溝范圍）宜為50～100cm，以確保密封溝密封性，必要時(shí)用粘土回填密封溝，壓膜施工時(shí)應(yīng)注意保護(hù)密封溝附近排水板與濾管的連接。

3.1.5 真空泵布置

真空泵按1000㎡/臺(tái)布置，預(yù)壓期間應(yīng)采取有效管理措施，確保有效開(kāi)泵率和泵機(jī)的正常工作狀態(tài)。

3.1.6 真空預(yù)壓處理標(biāo)準(zhǔn)

要求正式抽真空開(kāi)泵率不小于80%，膜下真空度不小于85kPa，正式抽真空時(shí)間不小于120d。預(yù)壓完成后處理范圍內(nèi)平均固結(jié)度不小于85%，實(shí)測(cè)地面沉降速率連續(xù)10d平均沉降量不大于2mm/d。

3.2 處理效果檢測(cè)

真實(shí)預(yù)壓120d，在沉降量及沉降速率滿(mǎn)足卸載要求后，采用工程鉆探方法，結(jié)合原位測(cè)試、土工試驗(yàn)等勘察手段對(duì)處理后吹填土層進(jìn)行檢測(cè)。

經(jīng)過(guò)第二次處理，吹填土層強(qiáng)度、承載能力進(jìn)一步提高。

吹填土第二次真空預(yù)壓后力學(xué)參數(shù) 表3

圖3 第二次真空預(yù)壓斷面布置圖

圖4 第二次真空預(yù)壓濾管布置圖

4 結(jié)語(yǔ)

①采用無(wú)砂墊層、人工插板方法對(duì)沖填土、機(jī)載無(wú)法直接進(jìn)場(chǎng)地段進(jìn)行表層處理是可行的。人工插板的深度淺，對(duì)于較厚的軟弱土層，應(yīng)采用人工插板+機(jī)械插板兩次結(jié)合的方式。采用無(wú)砂墊層對(duì)沖填土進(jìn)行處理，能有效提高沖填土強(qiáng)度及承載力，為常規(guī)真空預(yù)壓機(jī)械進(jìn)場(chǎng)提供條件。

②在無(wú)砂墊層的處理基礎(chǔ)上進(jìn)行有砂墊層處理，能進(jìn)一步提高沖填土的強(qiáng)度及承載力。

③無(wú)砂墊層處理由于濾管直接埋于泥土中，時(shí)間一長(zhǎng)濾管會(huì)出現(xiàn)一定堵塞現(xiàn)象，整體處理效果沒(méi)有有砂墊層處理的好。

④真空預(yù)壓工藝砂墊層占處理費(fèi)用的1/3左右，無(wú)砂墊層處理工藝是在常規(guī)真空預(yù)壓基礎(chǔ)上取消了砂墊層、將排水板直接與濾管連接，實(shí)踐表明該方法可以取得良好的預(yù)期效果。在砂資源有限或工程造價(jià)控制的條件下，可以考慮用無(wú)砂墊層處理方法代替常規(guī)的真實(shí)預(yù)壓法。

⑤對(duì)于超軟土、機(jī)械無(wú)法直接進(jìn)場(chǎng)或進(jìn)場(chǎng)困難的場(chǎng)地，可以利用無(wú)砂墊層、人土插板的方法先進(jìn)行表層處理，形成表層承載力。