陳  碩

安徽興鼎建設(shè)有限公司

 

摘要：該文通過(guò)對(duì)位于廣東珠海橫琴粵澳產(chǎn)業(yè)園中的澳門(mén)拱廊廣場(chǎng)軟基處理案例的分析，詳細(xì)介紹了采取真空預(yù)壓方式，對(duì)軟弱地基處理的技術(shù)方法和經(jīng)濟(jì)效益。為保證達(dá)到較為理想的處理效果，實(shí)踐中，施工方對(duì)業(yè)主作出達(dá)到沉降深度10%（以排水板深度計(jì)）的直觀效果承諾，最終達(dá)到了承諾值的95%，遠(yuǎn)超設(shè)計(jì)預(yù)估的1.6米。通過(guò)后期對(duì)深基坑施工影響的評(píng)估，無(wú)論從減少施工難度還是降低建設(shè)成本方面，該處理技術(shù)都顯現(xiàn)出其獨(dú)有的優(yōu)勢(shì)。

 

關(guān)鍵詞：真空預(yù)壓，軟弱地基 ，加固，案例。

 

Vacuum precompression

is used in the construction of reinforced soft ground

 

Abstract: Through the analysis of the soft base treatment case of Macao Arcade Plaza located in the Guangdong-Macao Industrial Park in Hengqin, Zhuhai, Guangdong, this paper introduces in detail the technical methods and economic benefits of vacuum precompression for soft foundation treatment. In order to ensure a more ideal treatment effect, in practice, the construction party made an intuitive effect commitment to the owner to achieve a settlement depth of 10% (in terms of drainage plate depth), and finally reached 95% of the promised value, far exceeding the design estimate of 1.6 meters. Through the evaluation of the impact of deep foundation pit construction in the later stage, this treatment technology shows its unique advantages in terms of reducing construction difficulty and construction cost.

 

Keywords: vacuum preloading, soft foundation, reinforcement, case. 

1    引言

       真空預(yù)壓法是瑞典皇家地質(zhì)學(xué)院杰爾曼教授1952年在美國(guó)麻省理工學(xué)院召開(kāi)的加固土?xí)h上首次提出。真空預(yù)壓法是通過(guò)在砂墊層和豎向排水體中形成負(fù)壓區(qū)，在土體內(nèi)部與排水體間所形成的壓差，迫使軟土地基中水排出，完成地基土固結(jié)。由于抽取真空技術(shù)的影響，直致上世紀(jì)八十年代才開(kāi)始在工程實(shí)踐中加以運(yùn)用。我國(guó)于1985年通過(guò)國(guó)家技術(shù)鑒定，目前，在道路施工中已較為廣泛地在軟基處理中加以應(yīng)用。在建筑工程施工中，對(duì)場(chǎng)地軟基進(jìn)行真空預(yù)壓處理是近些年才開(kāi)始應(yīng)用的較新的施工工藝。作者在主持建設(shè)澳門(mén)拱廊廣場(chǎng)期間，在項(xiàng)目實(shí)施前，組織對(duì)橫琴相近地質(zhì)條件下已施工工程進(jìn)行了較為全面地了解，并與多家深基坑設(shè)計(jì)、施工單位進(jìn)行了深入交流。鑒于在該區(qū)域施工的深基坑施工過(guò)程中，沒(méi)有進(jìn)行軟基處理的項(xiàng)目，幾乎100%都或多或少出現(xiàn)樁基偏位、斷樁、基坑支護(hù)破壞等質(zhì)量事故或質(zhì)量缺陷的事實(shí)，而這幾乎都與淤泥層過(guò)厚相關(guān)，為此，我們決定在深基坑支護(hù)和樁基施工前，對(duì)全部施工區(qū)域先采取真空預(yù)壓法進(jìn)行軟基處理的技術(shù)方案。由于預(yù)壓后場(chǎng)地沉降、一定深度淤泥土體固結(jié)等因素影響，一方面減少了淤泥外運(yùn)量和淤泥運(yùn)輸難度，直接減少了造價(jià)，另一方面，由于一定深度內(nèi)淤泥固結(jié)的影響，間接減少了深基坑支護(hù)的造價(jià)，經(jīng)過(guò)測(cè)算，軟基經(jīng)過(guò)真空預(yù)壓處理后，綜合效益提高。

 

2    真空聯(lián)合堆載恒載預(yù)壓加固軟土地基技術(shù)在澳門(mén)拱廊廣場(chǎng)項(xiàng)目上的運(yùn)用

 

2.1   工程概述

 

       擬建澳門(mén)拱廊廣場(chǎng)項(xiàng)目場(chǎng)地位于 珠海市橫琴中心溝，香江路南側(cè)，知音南路西側(cè)，場(chǎng)地南側(cè)和西側(cè)均為規(guī)劃路，四周用地紅線基本緊鄰路邊線。整個(gè)項(xiàng)目用地面積約23000m²，場(chǎng)地內(nèi)擬興建商業(yè)廣場(chǎng)建筑一棟，樓高7層（高度39.90m）。建筑紅線范圍內(nèi)擬設(shè)3層地下室。

         場(chǎng)地原屬濱海淺海地貌，經(jīng)填土圍海造地平整而成，現(xiàn)狀地貌為濱海平原?？碧狡陂g場(chǎng)地各鉆孔標(biāo)高為2.31～2.87m，高差0.56m，地形總體較平坦、開(kāi)闊。根據(jù)對(duì)本場(chǎng)地踏勘，場(chǎng)地目前已進(jìn)行初步吹填，下覆深厚的欠固結(jié)軟弱土層。  

       為了防止日后軟弱土層的固結(jié)沉降給本項(xiàng)目建設(shè)及使用帶來(lái)的不利影響，提高基坑邊坡穩(wěn)定性，便于基坑土方開(kāi)挖，保護(hù)樁基礎(chǔ)，節(jié)省基坑支護(hù)造價(jià)，擬對(duì)本場(chǎng)地軟土層采用排水固結(jié)法進(jìn)行加固處理。因本次基坑開(kāi)挖深度約14.0m，綜合委托方意見(jiàn)和專家建議，本次設(shè)計(jì)排水板有效板長(zhǎng)為22.0m，排水板底端距離基坑底約8.0m。

 

2.2   區(qū)域氣象水文條件

 

2.2.1  氣象

 

       根據(jù)廣東省標(biāo)準(zhǔn)《建筑氣象參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（DBJ15-1-90），珠海市位于珠江口伶仃洋西岸，地處低緯，冬夏季風(fēng)交替明顯，終年氣溫較高，偶有陣寒，但無(wú)嚴(yán)寒，夏不酷熱，屬亞熱帶海洋性氣候。

       珠海地區(qū)年均日照時(shí)數(shù)為1991.8小時(shí)，太陽(yáng)輻射年總量為4651.6兆J/m2。年平均氣溫22.4℃，因受海洋影響，氣溫年平均日較差很小，僅有5.3℃。無(wú)冬季天氣，終年氣溫在0℃以上，極端最低氣溫為2.5℃。自4月中旬至11月上旬為夏季，長(zhǎng)達(dá)半年。日最高氣溫≥35℃的日子為數(shù)不多，全年為2.1天，極端最高氣溫為38.5℃。年平均相對(duì)濕度為79%，9～1月各月相對(duì)濕度稍低，均小于80%，12月份最低，為70%，2～8月較高，各月均大于80%，其中3～6月各月≥85%，4月份最高，為86%。年降雨日為137.2天，年平均降雨量為1993.70mm，其中5～9月降水集中，降雨量合計(jì)為年降雨量的77%。5、6、8月各月降水量均大于300mm，6月降雨量最多，達(dá)361.9mm，日最大降雨量為479mm（2010年7月29日）。夏季多受臺(tái)風(fēng)影響，易出現(xiàn)暴雨、大風(fēng)天氣，年暴雨日為10.5天，4～10月暴雨日數(shù)合計(jì)為年總數(shù)的97%。年大風(fēng)日數(shù)為8.8天，4～10月大風(fēng)日數(shù)合計(jì)為8.1天，其間最多的7月份，有2.5天，其次為9月份，有1.9天（1983年9月6日，珠海受臺(tái)風(fēng)襲擊，8級(jí)大風(fēng)長(zhǎng)達(dá)8小時(shí)，12級(jí)大風(fēng)長(zhǎng)達(dá)5小時(shí)）。年平均風(fēng)速為3.3m/s，12～2月各月風(fēng)速較小，皆不足3.0m/s，以7月份平均風(fēng)速為最大，達(dá)3.7m/s。全年靜風(fēng)頻率最高，其次為東南風(fēng)和東南偏南風(fēng)。9～2月以東北風(fēng)和北風(fēng)為主，3～8月東南風(fēng)、西南風(fēng)及南風(fēng)較多。珠海地區(qū)重現(xiàn)期10年、50年、100年的基本風(fēng)壓分別為0.50 kN/m²、0.85kN/m²、1.00kN/m²。全年陰天日數(shù)為190.3天。年日照百分率為45%，2～4月較低，皆小于30%，7～12月較高，均大于50%，7月最高，為57%。年平均雷暴日數(shù)為64.2天，將近85%的雷暴天氣出現(xiàn)在5～9月份，其中8月雷暴日數(shù)最多，有13.1天。

2.2.2   水文

2.2.2.1   潮汐

 

       珠海市位于珠江河口區(qū)域。西江是珠江的主干，源出云南省曲靖市馬雄山，流經(jīng)貴州、廣西，到廣東珠海磨刀門(mén)入南海，其（馬口站）多年平均徑流量2380億立方米，占珠江徑流總量的77．1％；年內(nèi)徑流相當(dāng)集中，汛期（4月--9月）的徑流量占全年徑流總量的77，7％。椐1986年實(shí)測(cè)洪水分配比計(jì)算，磨刀門(mén)年徑流量為762.2億立方米，雞啼門(mén)145億立方米，虎跳門(mén)111.1億立方米。

       珠海市海區(qū)潮汐主要是太平洋潮波經(jīng)巴士海峽和巴林塘海峽傳入以后，受地形、河川涇流、氣象因素的影響所形成，屬不正規(guī)半日潮，出現(xiàn)潮汐日不等現(xiàn)象，即在一個(gè)太陽(yáng)日內(nèi)有兩次高潮和兩次低潮，而且相鄰的高潮或低潮的潮位和潮時(shí)不相等。全市各站的年平均潮差均為1米左右，屬弱潮河口。由于河道地形、潮波因素影響，海區(qū)潮汐的漲潮歷時(shí)不相等。在珠江口附近，漲潮平均歷時(shí)約5個(gè)小時(shí)30分，落潮平均歷時(shí)約7個(gè)小時(shí)。沿口門(mén)河道上溯，如馬口（西江）落潮平均歷時(shí)達(dá)9個(gè)小時(shí)，漲潮平均歷時(shí)只有4個(gè)小時(shí)30分。在外伶仃和擔(dān)桿島，漲潮平均歷時(shí)則大于落潮平均歷時(shí)。又由于天文因素和摩擦力影響而發(fā)生潮間隙，即月中天時(shí)與高潮時(shí)的相差時(shí)間。在萬(wàn)山群島等島嶼，高潮間隙7個(gè)小時(shí)30分-9個(gè)小時(shí)30分，而海岸附近則為10個(gè)小時(shí)左右。  

       珠江各口門(mén)，實(shí)測(cè)最高潮位一般為2.0～2.5m。沿海島嶼如三灶、橫琴等地，最高潮位為1.50～2．00m，而最低潮位為-1.80～-2.00m。

       因受太平洋臺(tái)風(fēng)和南海臺(tái)風(fēng)影響，使沿海增水。據(jù)統(tǒng)計(jì)，1848--1949年，珠海地區(qū)遭受臺(tái)風(fēng)暴潮災(zāi)害60次，暴潮水位多在2m以上，最高可達(dá)3.37m（1938年7月27日斗門(mén)縣白蕉）。  

       潮流運(yùn)動(dòng)形式多是往復(fù)流，如磨刀門(mén)主槽漲潮流向指向西北，落潮流向指向東南；離岸較遠(yuǎn)的三灶附近，則有旋轉(zhuǎn)流形式，并以順時(shí)針?lè)较驗(yàn)橹?。整個(gè)海區(qū)都是漲潮流速小于落潮流速；而漲潮歷時(shí)比落潮歷時(shí)短。據(jù)燈籠山測(cè)站資料，多年平均進(jìn)潮量為1850立方米／秒，落潮量為3400立方米／秒。  

       1980--1981年調(diào)查資料，磨刀門(mén)——雞啼門(mén)海區(qū)，汛期以下泄余流為主，主槽表、中、底層最大流速分別為75.8、68.3、66.1厘米／秒，流量1300—1800m3；枯季仍以下泄流為主，表、中、底層最大流速分別為47.9、19.9、21.2厘米／秒，流向多變，一般以西南向?yàn)橹鳌?/span>

       擬建項(xiàng)目場(chǎng)地區(qū)域內(nèi)50年及100年一遇最高潮水位分別為2.26米及2.42米（珠江高程基準(zhǔn)）。

 

2.2.2.2   河流

 

       珠海市河流主要有前山水道和馬騮洲水道，前山水道河寬約200～300m，馬騮洲水道河寬500～600m，兩條河道比降平緩，水流較緩，在河流入海的河口處，設(shè)有水閘。受海水潮汐影響，水位差一般為1.5 m左右，在暴雨季節(jié)可達(dá)3m。

2.3   場(chǎng)地工程地質(zhì)及水文地質(zhì)條件

2.3.1   工程地質(zhì)條件

       根據(jù)地鉆探揭露，和軟基處理相關(guān)的地層自上而下主要有：

 

2.3.1.1   素填土

 

       土灰黃、灰黑、褐紅等色，組分主要為花崗巖風(fēng)化土、淤泥質(zhì)土堆填而成，巖芯松散狀，濕，欠壓實(shí)。局部含花崗巖碎塊石、碎磚塊等建筑垃圾，該層系勘察前期平整場(chǎng)地堆填而成，未完成自重固結(jié)。

該層于場(chǎng)地內(nèi)分布普遍，本次勘察各鉆孔均有揭露，厚度1.10～4.20m，平均厚度3.07m。層底標(biāo)高-1.63～1.34m。

 

2.3.1.2   淤泥

 

       灰黑色，具腐臭味，質(zhì)較純，手拈滑膩，偶含貝殼碎屑，飽和，流塑。

     該層于場(chǎng)地內(nèi)分布普遍，本次勘察各鉆孔均有揭露，厚度16.50～28.80m，平均厚度24.61m。層底標(biāo)高-29.87～-16.83m。

 

2.3.1.3   粉質(zhì)粘土

 

       土灰黃、土灰、褐紅、深灰等色，巖芯長(zhǎng)條狀，組分以粘性土為主，偶含石英砂，刀切面較光滑，很濕，可塑。

       該層于場(chǎng)地內(nèi)分布普遍，本次勘察各鉆孔均有揭露，厚度1.60～7.70m，平均厚度3.99m。層底標(biāo)高-33.26～-23.29m。

2.3.2   水文地質(zhì)條件

2.3.2.1   地表水

 

       場(chǎng)地地勢(shì)較低平，吹填前多為水塘，地表水主要來(lái)自大氣降水。據(jù)觀察，暴雨時(shí)節(jié)，橫琴開(kāi)發(fā)區(qū)由于地勢(shì)低平，極容形成大面積水浸現(xiàn)象，因此應(yīng)修建有效的排水系統(tǒng)。

 

2.3.2.2   地下水

 

       根據(jù)地區(qū)經(jīng)驗(yàn)資料，場(chǎng)地地下水埋藏較淺。

       場(chǎng)地地下水主要為第四系覆蓋層中的孔隙水和花崗巖風(fēng)化層的裂隙水，地下水的補(bǔ)給來(lái)源為大氣降水產(chǎn)生的地表水滲入為主，以垂直蒸發(fā)和潛流的形式排泄。

2.4   軟基處理方案設(shè)計(jì)

2.4.1   軟基處理加固對(duì)象及范圍

       本場(chǎng)地地層中普遍分布有淤泥軟土層，呈飽和、流塑狀態(tài)，具有高含水量、高觸變、低強(qiáng)度、欠固結(jié)的特點(diǎn)，為減輕場(chǎng)地填土堆載及工后使用時(shí)發(fā)生于軟土層的固結(jié)沉降給擬建建筑物使用和基坑開(kāi)挖帶來(lái)的不利影響，擬對(duì)本場(chǎng)地淤泥軟土層采取排水固結(jié)法進(jìn)行加固處理。

       本次軟基處理設(shè)計(jì)加固范圍為整個(gè)場(chǎng)地，面積約23033m²，作為一個(gè)區(qū)—A區(qū)進(jìn)行真空預(yù)壓處理。

2.4.2   預(yù)壓設(shè)計(jì)

       鑒于本場(chǎng)地軟基處理施工工期較短，為加快本場(chǎng)地軟土層的固結(jié)沉降過(guò)程，使之能在指定周期內(nèi)各項(xiàng)固結(jié)指標(biāo)預(yù)期效果，結(jié)合場(chǎng)地的實(shí)際情況，主要采用塑料排水板+真空預(yù)壓+覆水荷載聯(lián)合預(yù)壓法進(jìn)行處理。

 

2.4.2.1   設(shè)計(jì)控制指標(biāo)

 

       A區(qū)：對(duì)應(yīng)于使用工況下，加固深度范圍內(nèi)軟土平均固結(jié)度不小于85%，加固深度范圍內(nèi)淤泥平均含水量不大于55%；初步預(yù)估沉降量1.6m。

 

2.4.2.2   排水系統(tǒng)

 

       1.豎向排水系統(tǒng)：本場(chǎng)地采取在軟土層中插設(shè)塑料排水板作為預(yù)壓過(guò)程中軟土層孔隙水排出的豎向排水通道。

       2.水平排水系統(tǒng)：包括排水砂墊層和抽真空管系（包括主管和支濾管）。場(chǎng)地鋪設(shè)砂墊層采用中粗砂，厚度為0.8m；真空主管采用PVC管，管徑90mm，支濾管采用軟式透水管，管徑50mm，真空主管與真空泵連接。抽真空預(yù)壓過(guò)程中從淤泥層排出的孔隙水通過(guò)排水砂墊層導(dǎo)入真空支管，再通過(guò)真空主管從射流泵中排出。

 

2.4.2.3   密封系統(tǒng)

 

       密封系統(tǒng)包括粘土密封帷幕、真空膜及密封溝，粘土密封帷幕采用雙排粘土攪拌樁沿各分區(qū)單元邊界設(shè)置，粘土攪拌樁樁徑φ600mm，豎向排距與橫向間距均為@400mm，施工深度至嵌入淤泥層不少于2.0m，且最小長(zhǎng)度不小于8.0m；為確保抽真空效果，真空膜鋪設(shè)兩層，中間不允許搭接，末端壓入密封溝內(nèi)；密封溝應(yīng)深入密封帷幕后側(cè)至少1m，上部回填軟粘土反壓密封。

 

2.4.2.4   圍堰及蓄水

 

       圍堰高度0.8m（自真空膜以上高度），圍堰填筑時(shí)不得破壞真空膜，在圍堰部位真空膜上預(yù)鋪一層土工布，圍堰填土應(yīng)按設(shè)計(jì)坡度進(jìn)行碾壓密實(shí)；圍堰填筑完成后，于真空膜表及圍堰內(nèi)側(cè)鋪設(shè)一層防滲膜，防止圍堰內(nèi)水滲漏，圍堰內(nèi)蓄水高度為0.5m，蓄水來(lái)源不限，當(dāng)膜下真空度達(dá)到80kPa，且穩(wěn)定真空約10天后方可進(jìn)行蓄水。

2.5   軟基處理施工程序及技術(shù)要求

2.5.1   施工工序

       本場(chǎng)真空預(yù)壓處理施工工序?yàn)椋簣?chǎng)地排水→場(chǎng)地清理整平→鋪設(shè)砂墊層→密封墻攪拌樁和排水板施工→真空管路布→設(shè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)、真空探頭埋設(shè)→開(kāi)挖壓膜溝、鋪設(shè)土工布和真空膜→周邊監(jiān)測(cè)點(diǎn)埋設(shè)及讀數(shù)→抽真空→填筑圍堰及蓄水（鋪設(shè)一層土工布并填土堆載）→恒載預(yù)壓→沉降變形、真空度等觀測(cè)記錄→恒載預(yù)壓120天→加固后巖土檢測(cè)→卸載及竣工驗(yàn)收等施工。

 

2.5.2   場(chǎng)地排水

 

       場(chǎng)地近期吹填，局部有積水，地下水位較高，目前不具備承載大型設(shè)備的能力。因此，場(chǎng)地預(yù)壓前，在預(yù)壓范圍周邊修建排水明溝，將地下水位降低，以提高表層填土的承載能力。排水采用自排方式，向北側(cè)水道進(jìn)行排放。

2.5.3   真空和堆載聯(lián)合預(yù)壓施工工藝及技術(shù)要求

2.5.3.1   施工工藝流程

 

       本場(chǎng)地采用真空預(yù)壓或真空聯(lián)合堆載預(yù)壓對(duì)軟基處理的施工工藝流程示意圖如下：

2.5.3.2  施工技術(shù)要求

 

       1.場(chǎng)地清表及整平

       在場(chǎng)地鋪設(shè)砂墊層之前，應(yīng)對(duì)場(chǎng)地表層30cm內(nèi)表層塊石及雜物等進(jìn)行挖除清理、并對(duì)場(chǎng)地進(jìn)行整平。

       2.鋪設(shè)砂墊層

      砂墊層采用純凈的中粗砂，采用海砂，其干密度小于16.5kN/m³，含泥量不大于3%，其滲透系數(shù)不小于1×10^-2cm/s，砂料中不得含有針狀雜物，以避免堆載預(yù)壓時(shí)刺穿真空膜；

砂墊層鋪設(shè)后應(yīng)采用碾壓機(jī)具壓實(shí)或震動(dòng)密實(shí)，鋪設(shè)厚度為0.8m。

 

2.5.3.3   插設(shè)塑料排水板

 

       1.塑料排水板材料要求

       排水板采用SPB-B型排水板，板寬為100mm，板厚為4.0mm。塑料排水板應(yīng)具有足夠的抗拉強(qiáng)度，抗老化能力應(yīng)在一年以上，并具有耐酸堿抗腐蝕性，其溝槽表面應(yīng)平滑，且能保證一定的過(guò)水面積。塑料排水板施工前應(yīng)進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)，合格產(chǎn)品方可用于施工。施工及運(yùn)輸過(guò)程中應(yīng)加強(qiáng)對(duì)塑料排水板的保護(hù)，嚴(yán)禁破壞塑料排水板的濾膜，并宜室內(nèi)保存，防止日照，避免芯板老化。

       2.排水板的各項(xiàng)性能指標(biāo)應(yīng)不低于下表要求：

塑料排水板材料要求

規(guī)格 項(xiàng)目			SPB-B型	備  注
材質(zhì)	芯帶		聚乙烯、聚氯乙烯，聚丙烯
	濾膜		滌綸，丙綸等無(wú)紡織物
斷面 尺寸	寬度（mm）		100±2
	厚度（mm）		≥4.0
復(fù)合體抗拉強(qiáng)度	（kN/10cm）		≥1.3	干態(tài)，kN/10cm
縱向通水量（cm3/s）			≥25	側(cè)壓力為350kPa
濾膜的拉伸強(qiáng)度 （N/cm）		干	25	延伸率10%的強(qiáng)度
		濕	20	延伸率15%的強(qiáng)度
濾膜滲透 反濾特征	滲透系數(shù)kg （cm/s）		≥5×10-4	水中浸泡24小時(shí)
	等效孔徑O95 （um）		＜75

 

       3.塑料排水板施工要求

       1)排水板采用正方形布置，板中心距均為1.0m。

       2)排水板施工孔位定位應(yīng)準(zhǔn)確，施工平面位置偏差不大于±10cm，施工垂直度偏差不大于±1.5%。

       3)鑒于本場(chǎng)地地表已吹填較厚的中粗砂層，如排水板插板施工困難，可對(duì)各孔位處采取預(yù)引孔措施施工或采用震動(dòng)插板機(jī)。

       4)排水板施工深度按22.0m考慮，排水板施工應(yīng)參考場(chǎng)地內(nèi)詳勘鉆孔成果施工，局部淤泥層底深度小于22m時(shí)，排水板應(yīng)穿透淤泥層，并進(jìn)入其下粉質(zhì)粘土層不小于1.0m。

       5)排水板在砂墊層以上外露長(zhǎng)度應(yīng)不小于20cm，鋪設(shè)真空膜前應(yīng)將各板頭埋進(jìn)砂墊層中，以防板頭刺破真空膜。

       6)排水板嚴(yán)禁出現(xiàn)扭結(jié)、斷裂和撕破濾膜等現(xiàn)象，亦需控制回帶長(zhǎng)度不得超過(guò)50cm，若施工時(shí)出現(xiàn)以上現(xiàn)象或回帶超出以上限值，則應(yīng)在原孔邊20cm范圍內(nèi)補(bǔ)打一根，回帶排水板根數(shù)不得超過(guò)打設(shè)總根數(shù)的5%。

       7)排水板宜采用整板施工，若需搭接，則搭接長(zhǎng)度不小于20cm，每根需接長(zhǎng)的排水板只允許有一個(gè)接頭，且四周相鄰各排水板不得有接頭，“接長(zhǎng)板”的使用量不得超過(guò)打設(shè)總根數(shù)的10%。

       8)拔管時(shí)帶出的泥土應(yīng)清除干凈，切勿污染砂墊層。

 

2.5.3.4    鋪設(shè)抽真空管線

 

       1.管材類(lèi)型：分真空支濾管和主管兩種類(lèi)型，真空支濾管采用軟式透水管，管徑50mm，支管鋪設(shè)間距約5.0米。主管采用PVC管，管徑90mm，主管間距為13.0m，主管兩頭連接真空泵，約每1000m²左右布置一臺(tái)真空泵。

       2.管材連接：真空支濾管之間及真空支濾管與主濾管之間的連接采用與之匹配的直通、三通接頭連接，接頭要密封牢固。真空主管的連接沿長(zhǎng)度方向每25m左右設(shè)一鋼絲膠管軟接頭，管位偏差：小于100mm。

       3.管材埋設(shè)：真空濾管均需埋設(shè)于砂墊層中，管底入溝深度約20cm，上部采用中粗砂填平。

 

2.5.3.5   設(shè)置密封系統(tǒng)

 

       1.施工粘土攪拌樁墻

       1)粘土攪拌樁沿各抽真空分區(qū)單元邊界設(shè)置，每個(gè)單元均需成一連續(xù)的密封體。

       2)粘土攪拌樁采用粘土泥漿作為膠結(jié)材料，其中粘土摻量不小于20%，膨潤(rùn)土約5%，水泥摻量約5%，要求攪拌樁墻滲透系數(shù)應(yīng)＜1×10^-5cm/s，泥漿摻入比宜通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)采樣進(jìn)行攪拌后測(cè)定的滲透系數(shù)確定，比重＞1.35。

     3)密封粘土攪拌樁為雙排樁，樁直徑為φ600mm，樁間縱向排距和橫向間距均為@400mm（均搭接200mm），施工深度至嵌入淤泥層內(nèi)不少于2.0m，且最小樁長(zhǎng)不小于8.0m。具體樁長(zhǎng)通過(guò)樁機(jī)配備的施工電流表控制。

       4)攪拌樁采用四噴四攪工藝，下鉆攪拌速率不大于1.2m/min，提升攪拌速率不大于0.8m/min。

       5)攪拌樁施工平面誤差≤50mm，樁架傾斜度≤0.5%。

       2.密封膜鋪設(shè)

       1)抽真空密封膜采用聚氯乙稀薄膜，每單元鋪設(shè)兩層，薄膜厚度為0.12±0.02毫米，其技術(shù)參數(shù)應(yīng)滿足如下要求：

       抗拉強(qiáng)度：橫向≥16.5MPa，縱向≥18.5MPa；

       直角撕裂強(qiáng)度：≥40（kN/m）；

       斷裂伸長(zhǎng)率：≥220%

       2)各預(yù)壓分區(qū)單元實(shí)際鋪設(shè)長(zhǎng)度應(yīng)每邊增加約4m，密封膜應(yīng)在工廠熱合一次成型，中部不可搭接。

       3)真空膜應(yīng)選在無(wú)風(fēng)或風(fēng)力較小的天氣時(shí)鋪設(shè)，在各分區(qū)交界處，先鋪膜的加固分區(qū)應(yīng)預(yù)留2m長(zhǎng)的膜接頭，以后通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)熱合或用膠水粘合的方法與下一分區(qū)密封膜粘結(jié)，各加固單元交界處應(yīng)預(yù)留真空膜的伸縮余量，以避免預(yù)壓過(guò)程中土的沉降變形拉裂密封膜。

       真空膜在各預(yù)壓分區(qū)單元邊界應(yīng)壓入密封溝內(nèi)，密封溝深度至少1.0m，采用素粘土，分層壓實(shí)回填。

 

2.5.3.6   抽真空施工

 

       1.抽真空設(shè)備：采用射流式真空泵，單機(jī)功率不小于7.5kW，單機(jī)抽真空壓力不小于96kPa；

       2.真空泵按每臺(tái)約1000m²控制范圍布置，此外，抽真空施工前現(xiàn)場(chǎng)宜配備足夠數(shù)量的備用泵；

       3.開(kāi)始抽真空時(shí)應(yīng)控制抽真空速率，可預(yù)先開(kāi)啟約半數(shù)的真空泵，然后逐步增加真空泵的工作臺(tái)數(shù)，檢查有無(wú)漏氣現(xiàn)象，并進(jìn)行修補(bǔ)工作。

      4.預(yù)壓期間，真空射流泵的開(kāi)啟數(shù)量不得小于各單元總數(shù)的80%，抽氣后膜內(nèi)的真空壓力應(yīng)保持不小于80kPa。

       5.抽真空過(guò)程中，應(yīng)隨時(shí)觀測(cè)記錄真空泵及膜內(nèi)的真空度，如出現(xiàn)真空度降低的情況，要及時(shí)查明原因，并進(jìn)行處理。

 

2.5.3.7  圍堰填筑及土工布

 

       1.圍堰填筑材料必須透水性較差的粘性土，且不含以下成分：碎塊、廢棄物、凍結(jié)物質(zhì)、植物、膨脹土及其它有害物質(zhì)等，有機(jī)質(zhì)含量不大于5%。

      2.圍堰填土應(yīng)按設(shè)計(jì)坡度回填并壓實(shí)，密實(shí)度應(yīng)達(dá)到90％以上，填料最大干密度≥18.0kN/m³。

       3.土工布要求

       本場(chǎng)地使用土工布的各項(xiàng)物理力學(xué)性能指標(biāo)應(yīng)滿足下表要求：

土工布材料要求

序號(hào)	項(xiàng)目	單位	指標(biāo)
1	經(jīng)向斷裂強(qiáng)力≥	kN/m	15.0
2	維向斷裂強(qiáng)力≥	kN/m	15.0
3	斷裂伸長(zhǎng)率（縱橫向）≤	%	60
4	CBR頂破強(qiáng)力≥	kN	2.6
5	等效孔徑O90（O95）	mm	0.07～0.2
6	垂直滲透系數(shù)≥	cm/s	5.0×10-3
7	單位質(zhì)量面積≥	g/m2	200

       土工布使用前應(yīng)按相應(yīng)規(guī)范要求進(jìn)行抽樣檢測(cè)，合格后方可使用。

       土工布可采用縫接或搭接，縫接寬度不小于5cm，縫合尼龍線強(qiáng)度應(yīng)大于150N，應(yīng)采用包縫方式，搭接接頭長(zhǎng)度不小于80cm。

       土工布鋪設(shè)時(shí)應(yīng)拉直平順，緊貼密封膜，不得出現(xiàn)扭曲、褶皺或重疊。

 

2.5.3.8   真空聯(lián)合堆載恒載預(yù)壓

 

       筑堰蓄水完成后，真空聯(lián)合堆載恒載預(yù)壓期間均應(yīng)利用沉降板的沉降及超載孔壓監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)繪制s－t曲線及U-t曲線，并對(duì)地基處理過(guò)程進(jìn)行相應(yīng)的評(píng)價(jià)及建議；預(yù)壓期將近尾聲時(shí)應(yīng)推算預(yù)壓地基的平均固結(jié)度、工后剩余沉降量等參數(shù)，確定是否可結(jié)束真空聯(lián)合堆載預(yù)壓。

2.6   軟基處理監(jiān)測(cè)及檢測(cè)

2.6.1   軟基處理監(jiān)測(cè)

2.6.1.1   監(jiān)測(cè)項(xiàng)目

 

       1.淺層沉降板觀測(cè)

       為了解預(yù)壓過(guò)程中地基土的沉降量情況，場(chǎng)地鋪設(shè)砂墊層后，應(yīng)及時(shí)埋設(shè)淺層沉降板。根據(jù)分區(qū)單元面積布置12個(gè)淺層沉降板，沉降板標(biāo)桿伸出真空膜部位必須綁扎膠封完好。

沉降觀測(cè)數(shù)據(jù)為二等水準(zhǔn)觀測(cè)精度。

       2.真空度監(jiān)測(cè)

       真空測(cè)頭在真空膜下布置，了解膜下真空度是否滿足要求，根據(jù)每個(gè)抽真空單元面積布置12個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，分別在分區(qū)的角點(diǎn)附近和中心點(diǎn)附近布置。

       3.測(cè)斜

       沿場(chǎng)地堆載周邊邊坡坡頂設(shè)置測(cè)斜管，孔深以穿過(guò)淤泥層至下臥堅(jiān)硬土層（或下臥粉質(zhì)粘土層）2.0m為宜。主要觀測(cè)影響范圍內(nèi)深層土水平位移變形情況。

 

2.6.1.2   監(jiān)測(cè)計(jì)劃及監(jiān)測(cè)頻率

 

       上述各監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的具體監(jiān)測(cè)計(jì)劃為：

       1.上述各項(xiàng)各點(diǎn)監(jiān)測(cè)設(shè)備埋設(shè)完成時(shí)，初讀2次；

       2.加載期間，每天觀測(cè)一次，其中真空度為每天觀測(cè)不少于3次；

       3.施工間歇期及滿載預(yù)壓期間，每3～7天觀測(cè)一次，隨沉降量的減小，觀測(cè)間隔時(shí)間可適當(dāng)延長(zhǎng)。真空聯(lián)合堆載預(yù)壓結(jié)束一周后結(jié)束觀測(cè)。

 

2.6.1.3   監(jiān)測(cè)控制標(biāo)準(zhǔn)

 

       施工期的施工安全按照有關(guān)的規(guī)范要求，由上述監(jiān)測(cè)的結(jié)果進(jìn)行控制，具體標(biāo)準(zhǔn)為：

       1.邊界側(cè)向位移小于5mm/d；

       2.場(chǎng)地的沉降速率小于30mm/d。

2.6.2   軟基處理檢測(cè)

       1、加固前淤泥層物理力學(xué)指標(biāo)檢測(cè)：

軟基處理施工前，按設(shè)計(jì)要求在每分區(qū)單元分別選取取樣、十字板試驗(yàn)鉆孔進(jìn)行初始指標(biāo)試驗(yàn)，以用于加固后的加固效果對(duì)比。

       2、現(xiàn)場(chǎng)十字板試驗(yàn)及鉆孔取樣：

       軟土處理后應(yīng)對(duì)場(chǎng)地軟土層進(jìn)行十字板檢測(cè)和鉆孔取樣，以了解淤泥軟土在處理前后性狀變化，按設(shè)計(jì)要求在每分區(qū)單元分別選取取樣、十字板試驗(yàn)鉆孔，加固后的測(cè)點(diǎn)應(yīng)布置在加固前對(duì)應(yīng)測(cè)點(diǎn)1.0m距離處，測(cè)試深度至淤泥層底，取樣鉆孔按每2m間距進(jìn)行取樣，取樣深度至淤泥層底。

2.7   施工總體進(jìn)度控制

       插板真空堆載預(yù)壓總工期，按清表整平、鋪砂、插板施工約40天，抽真空后堆載施工約20天，抽真空聯(lián)合堆載恒載預(yù)壓固結(jié)時(shí)間120天，總工期180天，具體的卸載時(shí)間要根據(jù)淤泥的固結(jié)沉降監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)確定。

2.8   地基處理主要工程數(shù)量

工程量

序號(hào)	類(lèi)型	數(shù)量
1	真空預(yù)壓面積（m2）	23033
2	塑料排水板長(zhǎng)度（m）	506726
3	攪拌樁（m）	24576
4	中粗砂方量（m3）	18427
5	圍堰土方（m3）	850
6	真空膜（m2）（雙層膜）	24270
7	護(hù)膜土工布（m2）	24270
8	挖填壓膜溝（m）	627
9	排水溝（m）	630

 

2.9   對(duì)工程質(zhì)量、施工及造價(jià)的影響

 

2.9.1   對(duì)工程質(zhì)量、施工的影響

 

2.9.1.1   對(duì)工程樁施工的影響

 

       從周邊未進(jìn)行軟基處理的深基坑施工情況看，由于淤泥的承載力較小、流動(dòng)性較大，有的在實(shí)施樁基施工時(shí)出現(xiàn)工程樁偏位、斷樁，有的出現(xiàn)樁護(hù)桶無(wú)法拔出；有的在進(jìn)行深基坑土方開(kāi)挖過(guò)程中，造成工程樁移位、斷樁。而在經(jīng)過(guò)軟基處理后，由于淤泥固結(jié)，在樁基成孔和澆筑樁基混凝土?xí)r，就可以規(guī)避上述情況的發(fā)生。

 

2.9.1.2   對(duì)深基坑支護(hù)系統(tǒng)的影響

 

       在未進(jìn)行軟基處理的深基坑施工過(guò)程中，由于淤泥的流動(dòng)性較大，對(duì)深基坑支護(hù)系統(tǒng)產(chǎn)生的荷載較大且隨著淤泥含水量的變化，其荷載也會(huì)出現(xiàn)較大變化。幾乎在周邊所有未進(jìn)行軟基處理的深基坑施工過(guò)程中，都或多或少出現(xiàn)了深基坑支護(hù)系統(tǒng)出現(xiàn)破壞的情形，有的甚至是較大的質(zhì)量事故，經(jīng)濟(jì)損失達(dá)數(shù)千萬(wàn)元之巨。

 

2.9.2   對(duì)工程造價(jià)的影響

 

2.9.2.1   對(duì)土方開(kāi)挖造價(jià)的影響

 

       在深基坑施工時(shí)，幾乎在整個(gè)建設(shè)區(qū)域都需要進(jìn)行土方開(kāi)挖，由于經(jīng)過(guò)軟基處理后，淤泥固結(jié)發(fā)生較大沉降，該項(xiàng)目就發(fā)生了2.1米的沉降，因此，外運(yùn)淤泥量就減少了4.83萬(wàn)立方米，僅此就節(jié)約造價(jià)700余萬(wàn)元。同時(shí)，由于淤泥發(fā)生固結(jié)，較之與同體積未經(jīng)固結(jié)處理的淤泥，挖運(yùn)造價(jià)能夠節(jié)約1/3以上。僅以上節(jié)約的費(fèi)用就遠(yuǎn)超528萬(wàn)元軟基處理費(fèi)用。

 

2.9.2.2   對(duì)深基坑支護(hù)造價(jià)的影響

 

       由于深基坑支護(hù)外及坑底土質(zhì)力學(xué)性能直接影響深基坑結(jié)構(gòu)應(yīng)力設(shè)計(jì)，經(jīng)軟基處理固結(jié)的淤泥較之未處理的淤泥，兩者力學(xué)性能相差較大，而經(jīng)過(guò)固結(jié)處理的淤泥則對(duì)設(shè)計(jì)荷載有較大的有利影響，從而節(jié)約了深基坑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

 

3    結(jié)論

 

       在淤泥深度較大地區(qū)，且需要進(jìn)行較大面積深基坑施工的建設(shè)項(xiàng)目，采取真空預(yù)壓的方法對(duì)軟基進(jìn)行處理，對(duì)保證工程質(zhì)量，控制造價(jià)是一項(xiàng)技術(shù)成熟且經(jīng)濟(jì)的施工方法，其不足之處就是需要耗用一定時(shí)間（一般為6個(gè)月），因此，在此區(qū)域內(nèi)進(jìn)行建設(shè)的項(xiàng)目，需要業(yè)主分階段組織實(shí)施，即可在項(xiàng)目確定后，利用在進(jìn)行規(guī)劃和施工圖設(shè)計(jì)等項(xiàng)目前期工作的同時(shí)，組織進(jìn)行軟弱地基的處理。

 

 

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