1、1论吹填造陆工程浅层预处理和深层真空预压法工艺研究摘要：通过对某工程新近吹填造陆工程实施浅层预处理和深层真空预压法变更完善的实际案例分析，依据在施工过程中现场收集的设计方案监测勘察施工监理等资料，经对比探讨，总结了浅层预处理工艺和深层真空预压法变更完善后的施工工序和方法，对今后类似工程设计和施工有重要的指导与借鉴作用。 关键词：吹填造陆；真空预压；研究 中图分类号： S477 文献标识码： A 文章编号： 前 言： 某工程吹填造陆后为国家重点招商项目用地，意义重大，业主与各参建单位签订了工程质量保证承诺责任书 ，要求必须一次性施工成功。造陆前，-13m 高程以上至原泥面的土层为海相沉积，层由于
2、成土历史短被划称成第四纪“全新”新鲜层，属淤泥、淤泥质黏土或亚黏土，孔隙比大、压缩性高、强度低。上部是造陆中新近吹填的新鲜淤泥土，犹如稀汤。按原设计在这样的超软土地基上直接进行深层真空预压加固处理，安全性和可行性是各参建单位面临的一大难题。 1 工程概况 某工程利用沿海滩涂进行围海造陆建设开发，采用常规的一次深层真空预压法对新近吹填的软基进行加固处理，首期开工 3 个标段，加固2面积共 6km2，各标段均为 2 km2 原设计方案的一次性深层真空预压荷载为 650mmHg 吹填土厚度为 5.8m，吹填土余水排尽后在原泥面铺 1 层200g/m2 编织布，其上铺 2 层优质荆笆和 1 层土工布再
3、吹填 80cm 厚性土，上铺 30cm 中粗砂垫层，打设竖直排水通道(为 B 型塑料排水板，间距 1m正方形布置，板底 标高为-13m)，铺设滤管和密封膜并安装射流泵，抽气排水作业。其设计卸载标准为：固结度85、连续 510d 实测地表沉降速率2mm/d，有效荷载预压时间 90d，地基承载力特征值要求分层达到 80KPa。 2 案例分析 2.1 案例一 2.11 基本情况 该工程首期开工的 3 个造陆工程施工标段，,新近吹填的陆域地基上大部分呈灰褐色、流塑状态，土性极差。该吹填土层还未完全排水固结，处于欠固结状态具有较高的含水率高 达（124%）和极低的强度土颗粒极细压缩性极高固结速率极慢等显
4、著特征，如按原设计的一次性深层真空预压方案来实施，存在以下问题： (1)场区面积大（每标段 2km2） ，设计也没有指导性的排水方案，市场上好多施工单位在投标时的合同量清单中根本未考虑排水费用，再加上场地条件的制约必须强排排水费用较大新近吹填土层上的明水本已很难排出，如再在其上吹填 0.8m 砂性土工作垫层势必因排水影响吹填施工进度和效率。 (2)正值月份大风季节吹填施工根本无法正常进行，施工船舶安全风3险极高。 （3）由于垫层下吹填土层土质极差，机械打设深板扰动时大量的泥浆沿排水板喷出，造成黄砂垫层污染，影响排水效果。 2.1.2 改进浅层真空预压施工工艺 (1)准备工作：测量放样，按板间距
5、 0.8m 菱形布点并标计；备料、下料及板端封堵：浅板设计长度为 4-6m，一般情况下下料长度计算是下插回折 0.2m+5m+外露长度 0.8m=6m 板端封堵采用沥青封头。 （2）工人持斧在土工布上按测量标计点位破口，另一工人紧跟快速插下浅板，大批量的工人按此法重复作业，则一个标段 2km2 插浅板最多一个月可完成。 （3）检查插板区，将板口泥浆清除干净。 （4）铺设 40mm 软式滤管，务必做好管路连接工作。 （5）检查场区，重点检查翻浆是否污染板头和滤管，可采取清除、补插板或更换局部被污染滤管。 （6）铺设一层长丝土工布（300g/m2） ，并在冬季利用机械沿四周隔埝挖设明沟或采取其他方
6、式形成自然排水体系。 （7）填筑覆水围埝。 （8）按 1000-1500m2 安装7.5kw 个功率的射流泵(扬程26m)，并连接抽真空设备。 （9）试抽，进行密封性检查和整改。 （10）正式抽气：抄表记录，不断地进行密封性检查和整改。 （11）卸载：满载预压 50-60d 后，经检验加固效果后，方可卸载。 42.1.3 效果分析 根据实际情况 3 个标段浅层处理均在 50d 后提出检验申请，经检验和过程监控分析，具体如下： （1）沉降量：地基沉降量由两部分组成，一是插板期间吹填土层沉降（包括插板前吹填土层的自然沉降） ，二是浅层真空预压期间的沉降。 （2）孔隙水压力监测和固结度推算：人工插完
7、浅板后，在 4 根排水板所围区域的中心位置分不同深度埋设孔隙水压力测头，用以监测预压期间土体内部孔隙水压力消散情况。 根据孔隙水压力消散情况，推算土层内不同深度的固结度，见表 1。 表 1 不同深度土层固结度 (3)浅层加固检验（十字板强度、标贯及土工试验）：2010 年 4 月25 日，对某工程首期工程 3 标段岩土进行了工程勘察，孔号31，孔口标高 3.912m，钢环编号 813。 （4）强度增长推算：依据地勘资料和规范，对加固区进行强度推算。强度增长值计算公式为： =Cu+Uttgcu 式中：T 为强度增长值；C 为十字板强度；Ut 为固结；度；为先期附加应力；cu 为固结快剪内摩擦角。
8、地基承载力计算公式为： f=3.14 式中：f 为地基承载力。 522 案例二 221 基本情况 2010 年 6 月，工程施工正处于深层真空预压阶段，海运黄砂供应极为紧缺，加上铺砂工人严重不足，各施工单位处于半停工状态。经监理单位与业主沟通，各参建单位代表开会讨论，取消了原黄砂垫层设计方案，实施黑砂垫层真空预压法，并做如下修改完善： （1）40cm 黑砂垫层上挖设底宽 20cm、深20cm 的滤管沟，每根深板露出的板头必须与滤管连接，且滤管在沟中必须用黄砂裹覆回填。 （2）在打设深板过程中，一旦发现特软的局部面积，必须在打设深板间距的基础上再加密补打 4-6m 深短板。具体的深层真空预压施工
9、工艺如下： 2.2.2 加固效果 经统计，深层真空预压在满载条件下抽气排水有效时间为,70-75d，加固完成后经勘察和第三方检测单位对所有的加固区进行了检验，加固效果达到设计卸载标准和要求。 ( 1)分层沉降分析：打设塑料排水板后，按设计要求，在各个加固区的中心点附近埋设了组深层分层沉降仪，以便掌握地基中各土层的变形情况。根据施工单位提供的数据，深层真空预压开始前，插板沉降（包括浅层预压沉降）在 7001470mm 之间，深层真空预压期间分层沉降管口实测沉降在 307-1659mm 之间（包括保护区） ，综合统计在整个预压处理期间沉降在 1418-3079mm 之间。同时，根据各分区分层沉降管
10、口观测资料推算的固结度均大于 85.0%，且卸载前各真空区的 5-10d 沉降速6率均不大于 2mm/d。 （2）孔隙水压力分析：打设塑料排水板后，分别在 4 根排水板所围区域的中心位置按照设计要求在不同深度埋设孔隙水压力测头，用以监测预压施工期间土体内部孔隙水压力消散情况，同时根据孔隙水压力的增减情况及消散大小每 3d 更新 1 次监测数据，依据现场情况进行分析：整个抽气区的中部区比四周边缘的负超静水压力要大 这反映出边界的影响。 （3）加固前后取土试验及十字板剪切试验：根据加固前后的取土试验结果进行对比分析可知，加固过程中地基土的物理力学指标有较大改善，主要加固土层土性指标均有所提高。通过加固前后现场取土及十字板剪切试验可以看出，各加固土层的含水率及十字板抗剪强度均有所提高。 4 结语 由于环渤海经济区围海造地工程规模不断扩大，建设速度不断加快，通过以上案例分析，发现浅层真空预压法加固效果明显。该法对新近吹填粉土、粉质黏土地基处理具有较强的针对性和适用性。
