堆載預壓法在軟土地基加固處理中的應用

摘要：以阿爾及利亞貝佳亞港口至東西高速阿尼夫互通連接線S1標段項目作為案例，對軟土地基的堆載預壓方法進行深入、全面的研究分析，結合項目施工的實際情況，提出科學合理的施工方法，保證軟土地基的加固效果，提高排水板的可靠性，為后續類似工程項目施工提供一定的參考價值。

關鍵詞：塑料排水板；堆載預壓法；軟土地基

0" "引言

軟土地基是指含水量非常低、承載力偏低、壓縮量較高的土層，通常情況下，軟土地基中都會含帶有一定成分的有機物質。由于軟土地基的含水量比較大、承載性能差，所以其會導致施工難度增大。在實際施工過程中，施工單位必須采取相應的措施對軟土地基進行處理，保證軟土地基擁有足夠的承載力。

目前，塑料排水板被廣泛的應用在軟土地基加固工程中，借助專用機械設備，將塑料排水板按照一定的間距安插在軟土地基中，通過堆載預壓將軟土地基中的空氣、水分由排水板向外排出，可以有提高軟土地基固結沉降的速度，以此來達到軟弱地基加固的目的。

1" "工程概況

此次研究將貝佳亞連接線S1標段作為研究案例，該項目的施工起點位于貝佳亞城港口旁的既有公路邊緣，項目的施工終點位于AMIZOUR縣城，項目的建設總長度為21.4km。施工沿線剛好位于N12及N75公路之間。該項目的臨時便道施工量比較大，區域內的地勢較為平坦，分布有諸多的果園區與農田。

2" "工程地質條件

2.1" " 地貌

S1標段的建設沿線均位于蘇瑪姆河下游的沖積平原內、地中海沿岸區域內。其中，樁號PK0+000～PK1+800段，沿著海岸線進行布置。樁號PK1+800～PK3+600段，需要穿越既有田地，橫跨貝佳亞城區。樁號PK3+600～PK9+500段，位于沖積平原內，區域內的地基大多為軟土地基。樁號PK9+500～PK21+400 段，區域內的地勢較為平坦，分布有諸多的果園區與農田。

2.2" " 地質情況

結合前期的勘察數據來看，施工沿線的地質狀況如下：樁號PK0+000～PK1+760段，表層為雜填土，1.5m以下均為砂層；樁號PK2+340～PK4+450段，0.5m～15m范圍內數據是淤泥質砂土；樁號PK4+450～PK5+970段，分布有砂層、淤泥土、卵石層；樁號PK6+325～PK8+975段，0.5m～15m范圍內數據是淤泥質砂土；樁號PK8+975～PK12+030段，0.5m以下范圍全部是砂層；樁號PK12+030～PK19+345段，分布有砂層、淤泥土、卵石層；建設沿線的地下水位普遍較高，即便是在旱季時，地下水位也能夠達到2.5m左右。

3" "施工方案及技術要求

3.1" " 施工方案

施工區域分布有大量的淤泥、淤泥質低塑性黏土（塑性指數小于7），這部分區域的承載力比較低，結合施工現場的具體要求，施工單位可采取排水堆載預壓方法、深層攪拌樁、真空預壓法等方法，保證軟土地基的加固效果。

如若使用深層攪拌樁處理方法，其會受到深度方面的限制，通常情況下，有效處理的深度不會超過18m。深層攪拌樁對軟土地基處理以后，地基沉降量會變大，且這種加固方法的成本非常高。真空預壓加固方法主要是在真空狀態下進行排水固結處理，這種方法可以有效縮短施工工期，相比排水堆載方法而言，大致可以縮短3個月的施工工期，但是這種加固方法的成本比排水堆載方法高20%～30%。

以施工的經濟性層面進行分析，該項目施工過程中選擇使用排水堆載預壓法對軟土地基進行加固比較合適。需要注意的是，待堆載預壓施工完成以后，超過設計標高部分的土體可以轉移二次利用，能在一定程度上降低施工總成本。

3.2" " 軟基處理技術標準和技術要求

結合建設單位的要求，同時參考附近類似工程建設項目的施工經驗，在對該項目中的軟土地基進行處理時，應該采用以下技術標準：待地基加固完成以后，地基的承載力至少要達到100kPa；加固完成以后，路基的沉降量不得超過20cm；差異沉降小于1/500，填土壓實度需達到87%。

3.3" " 結構設計方案

該項目中的軟土地基加固方案使用的是排水堆載預壓方法，結構設計方面的技術要求如下：

插板的間距設置為1.2m，插板布設為梅花狀，排水板的插入深度控制在13.5m左右，插板必須深入淤泥層1m。砂墊層厚度設置為50cm。盲溝縱橫間距設置為75m×75m，設置集水井，利用人工進行抽水。堆載的高度設置為4.2m。

減掉固結沉降5cm，加固處理以后的允許沉降量為10cm，固結度要求≥93.5%。在堆載預壓的作用下，回填土的施工工期設置為100d。當滿載狀態達到135d時，可以有效的滿足設計圖紙對于固結度的要求[1]。以100d回填方時間進行計算，該項目的地基固結度計算結果如表1所示。回填土的施工工期設置為100d，當滿載狀態達到135d時，可以有效的滿足設計圖紙對于固結度的要求。

4" "堆載預壓施工技術要求

4.1" " 砂墊層

砂墊層設計厚度0.5m，中粗砂含泥量不得大于5%，可以用人工或輕型機械分兩次鋪設，要求干容重大于16.5kN/m³。砂墊層鋪填要保證連續，不得出現斷層，砂墊層的鋪設厚度與設計厚度誤差不大于10cm。

4.2" " 塑料插板

塑料插板斷面尺寸為4mm×100mm，具體技術要求指標見表2。具體施工要求如下：插板的插打位置偏差應該控制在5cm以內；插板的垂直合理偏差控制在1.5%以內；插入土層以后，插板應該保證完好無缺，不得出現損壞現象；插板插入淤泥層的深度不得小于1m；插板頭露出砂墊層以上的長度至少為20cm；⑥插板的插入深度偏差控制在0.2m以內。

4.3" " 盲溝

土工布選擇使用無紡型土工布，規格為200g/m²。土工布的性能要求如下：延伸率≥40%，斷裂強度≥6.5kN/m，滲透系數≥2×10^-2cm/s。要求碎石級配均勻，碎石的含泥量控制在3%以內，碎石的粒徑控制在3～5cm之間。

盲溝位置的平面位置的偏差應≤10cm，盲溝底部標高偏差≤5cm，高度偏差≤5cm，寬度偏差≤5cm。土工布的搭接寬度至少要達到60cm，包裹寬度至少要達到20cm。

4.4" " 集水井

集水井的平面位置偏差≤5cm；集水井底部標高偏差≤10cm。集水井與盲溝應該始終處于貫通狀態，不得出現淤堵現象。預壓過程中，施工人員應該頻繁的抽水，集水井內的水位不得大于50cm。當護筒頂部高出圖面50cm時，需采取必要的防護措施。

4.5" " 預壓土

土體的壓實度不需要作過多的要求。土體堆載的高度不宜過高，如若特殊情況堆載過高，需要對其進行平整處理。

4.6" " 塑料排板堆載預壓法施工

當堆載土形成陸域以后，將期內的積水全部抽干，然后利用太陽光進行晾曬，將土工布鋪設在砂墊層上，將其作為水平排水系統。對于豎向排水系統，施工人員測量定位出樁體的位置，保證定位的精準度，按照1m 的間距插打排水板。

結合設計圖紙要求，將堆載作業分為兩次進行，第一次堆載壓力為50kPa，第二次堆載壓力為50kPa，當第一次的堆載固結度達到80%以后，才能夠進行第二次堆載作業。

5" "質量控制措施及觀測分析

5.1" " 質量控制措施

利用土工織物作為排水板的過濾層，安裝之前，需對過濾層的質量進行嚴格的檢查，避免過濾材料損壞。在連接排水板過程中，需保證芯板搭接的長度至少達到300mm。搭接部位如若出現堵塞應該進行清淤處理。使用板釘對過濾膜進行加固。

插板插打的間距與施工速度可根據設計圖紙進行確定，樁位的尺寸誤差控制在-200～+50mm之間。當排水板的端部深入至設計深度以后，因插管內部進入泥土，在拔管過程中排水板可能向上位移，進而導致回帶現象出現。如若回帶的高度超過50cm，則需要在原部位附近設置塑料排水板。沉管過程中，施工人員頻繁的檢查管體的垂直度，一旦發生偏移應該盡快進行調整，管體的垂直度偏差不得超過1.5%。

5.2" " 觀測類別

5.2.1" "表面沉降觀測

為了能夠保證固結度與沉降量的估算精準度，可以通過觀測地面沉降量來對加載速度進行控制。該項目中的沉降板按照2000～3000m2進布設行總計需要布設10個沉降板。

5.2.2" "孔隙水壓力的觀測

在堆載料的下側中間部位安裝水壓力觀測儀，水壓力計的安裝間距設置為2m，利用該設備掌握土體的固結狀態，并計算出相應的地基強度。

5.2.3" "水位觀測

為能夠精準的估測出是壓力變化狀態，可以在堆載料的中間部位設置觀測孔，施工人員應該及時記錄水位的波動狀況。

5.2.4" "分層沉降觀測

沉降觀測孔布設在堆載料的中間部位，按照2m的間距安裝沉降磁環，總計需要安裝5個磁環。

5.2.5" "測斜觀測

為了保證預壓處理以后地基的穩定性，施工人員可以在施工區域的東側提前預埋1根測斜管，便于施工過程中觀測土體的水平方向位移狀況。

5.3" " 試驗

5.3.1" "十字板剪切試驗

在加載的前后分別進行一次剪切試驗，以便于后期對比分析；剪切試驗的取樣應該按照1m的間隔鉆取淤泥質土。

5.3.2" "鉆孔取樣土工試驗

為確定出軟體地基加固前后，土體的力學指標變化狀況，應該在加固處理前后分別在施工部位取芯取土，進行土工試驗，對兩組試驗數據進行對比分析。

5.4" " 孔隙水壓力觀測分析

以插打排水板為時間起點，以加載作業完成作為時間結點，按照1次/24h的標準進行觀測。當加載完成且土體處于恒載狀態下時，按照1次/48h的標準進行觀測。分層觀測以插打排水板為時間起點，以加載作業完成作為時間結點，按照1次/24h的標準進行觀測。當加載完成，且土體處于恒載狀態下時，按照1次/48h的標準進行觀測。孔隙水壓力觀測結果見表3。

水文觀測以插打排水板為時間起點，以加載作業完成作為時間結點，按照1次/24h的標準進行觀測。當加載完成且土體處于恒載狀態下時，按照1次/48h的標準進行觀測。結合設計圖紙來看，設計荷載值為70kPa，原地面標高為7.30m；地基在經過處理以后的高程設計為6.70m。

6" "結語

使用堆載預壓法對軟體地基進行處理以后，路基的各項技術指標均滿足設計要求，由此可以反映出插板排水堆載預壓加固方法，比較適合應用在軟土地基加固中。這種施工方法施工效率非常高，可以有效降低施工成本，不會對周圍的土體造成較大的擾動，具備技術可行性。

參考文獻

[1] 劉廷榮.走馬湖深厚軟基沉降特征研究[J].中國新技術新產品，2021（7）：37-38.

[2] 高志偉，栗佳輝.廣州南沙新區明珠灣區起步區二期（橫瀝島尖）海岸及濱海景觀帶建設工程軟基加固及沉降監測分析[J].珠江水運，2021（20）：65-66.