1、真空预压法在广东沿海软土地基处理中的应用摘要:为防止地基下沉对建筑物及管线、道路造成破坏,在软土地基场地施工时,应对场地进行软基处理。本文以实际工程为例,证明真空预压方法处理广东沿海地区软土地基经济可行。 关键词:真空预压 软土 地基处理 中图分类号:TU47 文献标识码:A 1、引言 软土一般是指天然含水量大、压缩性高、承载能力低的一种软塑到流塑状态的粘性土,如淤泥、淤泥质土以及其它高压缩饱和粘性土、粉土等1。我国软土分布广泛,主要位于沿海平原地带,内陆湖盆,洼地及河流两岸地区。 软土具有孔隙比大、含水量高、压缩性强、透水性差、强度低等特点,在建筑物荷载作用下容易发生固结沉降和不均匀下沉,而
2、且下沉缓慢,完成下沉的时间很长。为控制场地工后沉降和差异沉降,防止管线拉断、路面沉降开裂及建筑物与室外地坪的沉降差,保证建筑物的正常使用及结构安全,在软土地基场地施工时,应对场地进行软基处理。 真空预压法是一种新型的地基处理方法,最早由瑞典皇家地质学院Kjellmen 于 1952 年提出2。其加固机理为通过在软土地基上铺设砂垫层,并设置横向(滤管) 、竖向排水通道(砂石、塑料排水板等) ,再在其上覆盖不透气的薄膜形成一密封层,然后用真空泵抽气,对加固区密膜下的土体施加负压, 使排水通道保持较高的真空度,在土的孔隙水中产生负的孔隙水压力,孔隙水逐渐被吸出,从而使土体达到固结、提高地基承载力。与
3、能达到同一加荷效果的堆载预压法相比,真空预压更经济且能大大缩短工期3。 2、工程概况 某住宅小区位于广东省广州市南沙区黄阁镇中西部,用地面积约5.76 万 m2,场地属珠江三角洲冲淤积地貌单元,原地貌为蕉林、菜地和鱼塘,地势较平缓。根据地质勘察报告揭示,场地自上而下地层为:填土、海陆交互相海冲(淤)积成因的淤泥、冲洪积成因的粉质粘土、淤泥质土、中粗砂(砾砂) 、残积成因(Qel)的砂质粘性土;下伏基岩为燕山期的花岗岩。 其中海陆交互相海冲(淤)积淤泥层以粉粘粒为主,含较多腐殖质和少量粉细砂,含贝壳,饱和,呈流塑状态;层面埋深 0.202.30m,厚度 3.9028.70m,平均厚度 10.97
4、m,该层淤泥含水率平均 84.1%,孔隙比平均 2.216。冲洪积成因的淤泥质土局部含沙,饱和,呈流塑状态;层面埋深 5.827.50m,厚度 0.8016.00m,平均厚度 5.68m。场地淤泥层较厚,且分布不均匀,地质状况不良。 3、真空预压法处理方案 综合考虑工程总体工期要求、工程总造价及项目所在地经济技术水平,最终确定采用真空预压法对该场地进行软基处理。施工工期为 4 个半月,其中清表、场地平整及塑料排水板施工期 1 个月,真空预压 3 个月,后期填土半个月。真空预压荷载(真空度)不小于 85KP,软土地基计算沉降量约为 1.02.0m 左右,设计地基固结度为 90%,工后沉降量25c
5、m。真空预压卸载条件为:地基固结度90%且连续 10 天实测沉降速率2.0mm/d。施工工序见软基处理施工工序(图 1) 。图 1、软基处理施工工序 为确保真空预压效果,在软基处理施工过程中须注意如下事项: 应按设计尺寸施工砂垫层,确保填砂质量及垫层宽度。及时清除施工竖向排水板带出的淤泥,避免淤泥污染砂垫层。 排水板施工平面位置偏差不大于 7cm,垂直偏差不大于 1.5%;排水板与桩尖应连接牢固,避免提管时脱离,将排水板带出;插设完成后的排水板留出孔口长度应保证伸入砂垫层不小于 50cm。 考虑场地平整后上部有较厚砂层,真空膜密封采用泥浆搅拌桩,桩长进入不透水层顶面以下 1m,确保切断透水层;
6、粘土搅拌桩采用粘性土制浆,粘性土掺量不小于 25%,泥浆比重1.35,渗透系数小于 5*10-8cm/s,不得含有粗颗粒。 密封膜采用 3 层厚 0.120.14mm 的压延型聚氯乙烯薄膜,热粘法拼接,搭接宽度不小于 100cm;密封膜及滤管应密封良好,防止漏气;初始抽真空时,应注意检查真空膜的漏气漏水情况,并及时修补。 真空泵 24 小时不间断连续工作,要求预留备用泵,以防泵的损坏;要求自备发电机,保证临时供电停电时 1/3 的泵可以正常工作。 4、施工监测及数据分析 根据真空预压法工艺要求,为确保地基处理的质量,须对真空预压过程进行监测,监测内容为膜下真空度、土体沉降量、孔隙水压力变化、周
7、边建筑及道路变形情况等。其中土体沉降曲线如下图: 该项目于开始抽真空后 10 天真空度达到设计的 85 KPa,截至累计抽气时间达 105 天时,真空预压期间场地平均沉降量 1.42m,经分析,场地固结度为 92.14%97.16%、工后沉降量为 32.80mm134.89mm,满足设计要求,达到卸载标准。 5、结束语 我国广东沿海地区软土分布厚度较大,且不均匀,工程建设前的场地软基处理是工程质量控制的难点。工程经验告诉我们真空预压技术作为一种经济可靠、快速简便的地基处理技术,处理该地区软土地基具有较好的效果。 1.梁清雨、符伟军;袋装砂井在高速公路软基处理中的应用J;建筑与发展;2009 年第 4 期 2.梅国雄、徐锴、宰金珉、殷宗泽;真空预压加固软土地基变形机理的探讨J;岩土工程学报;2006 年第 9 期 3.闫澍旺、朱平、刘润;真空预压加固地基的效果观测分析J;水力学报;2004 年第 3 期