黃欽洲

摘 要：當(dāng)前，我國東部沿海某河口港的開發(fā)建設(shè)已經(jīng)上升到國家發(fā)展戰(zhàn)略層面，但該區(qū)域的地基屬于典型的軟基，地基處理工作十分的復(fù)雜。在軟基處理之前，需要對(duì)軟基進(jìn)行預(yù)處理，從而確保其達(dá)到工程的施工要求。在本文中，筆者結(jié)合具體的軟基處理方法，通過自身的工作實(shí)際與理論知識(shí)，對(duì)軟基處理預(yù)處理的工程效果進(jìn)行了分析和探討。

關(guān)鍵詞：軟基處理；預(yù)處理；工程效果

我國東部沿海某河口海港的開發(fā)建設(shè)已經(jīng)上升到國家發(fā)展戰(zhàn)略層面，但是該區(qū)域在開發(fā)建設(shè)過程中，遇到的一個(gè)經(jīng)常性難題便是軟基處理問題。該河口港新吹填區(qū)域的上層土質(zhì)基本上呈現(xiàn)流塑狀態(tài)，承載力相對(duì)較低，因此在施工過程中很容易形成“拱泥”現(xiàn)象，這就要求必須采用特殊的軟基處理方法來進(jìn)行處理。在本文中，筆者采用了特殊的軟基預(yù)處理方式，通過與工程實(shí)例相結(jié)合，分析了該預(yù)處理施工方案的工程效果。

1 工程概況

由于該工程處于某河流的入海口出，河流的南岸是灘涂淺海區(qū)，現(xiàn)階段已經(jīng)把南港工業(yè)區(qū)的地基適當(dāng)加高，灘涂的高程在0.6～0.8m范圍之間。為了保證本工程的施工整體進(jìn)度，盡可能快地實(shí)現(xiàn)流水工作面，為軟基處理工作提供相適應(yīng)的的條件，特地在本工程場(chǎng)地內(nèi)修建兩條呈十字型的布置的圍埝，這樣一來，本工程場(chǎng)地便被這兩條成十字型的圍埝分成四個(gè)區(qū)域。這種布置的方式有助于增加吹填泥土在吹填區(qū)內(nèi)的流程，從而在最大程度上降低吹填土流失率。

通過現(xiàn)場(chǎng)的勘察資料，該工程的場(chǎng)地埋深為21m，在21m左右，按照地層的成因可分為三層。按照地層成因劃分的三層分別為全新統(tǒng)中層、組海相沉層和積層。全新統(tǒng)中層是第一亞層，厚度在2.6～3.7m之間，主要有淤泥、淤泥質(zhì)粘土和流塑等組成；組海相沉為第二亞層，土層的厚度在0.9～4.8m之間，主要包括淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土、粉質(zhì)粘土和軟塑等；而積層于第三亞層，土層厚度在3.1～3.7m之間，主要包括淤泥質(zhì)粘土、粘土和軟塑等。

此外，在土層當(dāng)中，還包括全統(tǒng)下組沼澤相沉積層，最大厚度為2.8m，主要由粘土、粉質(zhì)粘土和軟塑組成。

2 真空預(yù)壓加固方案

2.1 真空預(yù)壓加固的基本原理

真空預(yù)壓加固處理方式是軟土地基處理中一種常見的方法。通過預(yù)壓排水固結(jié)法把施加的荷載一次性施加到85kPa以上，然后在塑料排水板達(dá)到的深度內(nèi)施加附加應(yīng)力。其方法為將塑料密封膜覆蓋在加固土體表面，形成密封的系統(tǒng)，再使用抽真空設(shè)備進(jìn)行抽真空處理，則砂墊層與垂直排水通道內(nèi)的孔隙水壓力便迅速降低，與此同時(shí)，土體內(nèi)的孔隙水壓力便會(huì)隨著排水通道內(nèi)的孔隙水壓力的降低而出現(xiàn)緩慢的降低。

土體孔隙水壓力降低量全部轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的有效應(yīng)力，因此，在真空預(yù)壓作用的同時(shí)，也是土體排水固結(jié)的過程。在保持總應(yīng)力基本不變的前提下，孔隙水壓力會(huì)得到降低，而有效應(yīng)力隨之會(huì)增長(zhǎng)，從而促使土體排水固結(jié)，達(dá)到加固軟基的效果。

對(duì)于該工程來說，采用真空預(yù)壓排水法是最優(yōu)的方法，對(duì)改善軟土的承載力效果也最為有效。而采用這種處理方法，通常在90d左右的時(shí)間便可使土體達(dá)到固結(jié)沉降。軟基經(jīng)過處理之后，地基殘余沉降量可控制在30cm以內(nèi)，從而滿足一般建筑物、道路交通和各種堆場(chǎng)、管線的地基承載力要求。

2.2 真空預(yù)壓設(shè)計(jì)分析

真空預(yù)壓的設(shè)計(jì)主要分為三步，第一步是墊層系統(tǒng)的處理，第二步是排水系統(tǒng)的布置，第三步是抽氣系統(tǒng)的布置。

對(duì)于墊層系統(tǒng)處理，主要針對(duì)吹填土表面的處理，采用鋪設(shè)一層編織布，兩層荊笆和一層長(zhǎng)絲土工布，然后再吹填80cm的厚砂性土。其主要原理是采用復(fù)合表層的處理方法，這種處理方法不但能夠最大程度上發(fā)揮砂性土墊層應(yīng)力具有的分散作用，而且可以充分發(fā)揮、土工織物、荊笆等的抗拉和加筋作用，把各種松散的土體材料連接成為一個(gè)具有一定承載力的整體結(jié)構(gòu)，提高吹填土地基的承載能力，確保施工機(jī)械和作業(yè)人員的安全。

對(duì)于排水系統(tǒng)布置，主要包括三部分內(nèi)容：①水平排水層布置，在砂性土上布設(shè)一層厚度為30cm的砂墊層，從而形成水平方向的排水通道，要求砂性土含泥量小于3%，而干密度大于15kN/m3。②豎直排水體布置，通過插打B型塑料排水板作為豎向排水通道，呈正方形布置，而排水板之間的間距為1m。③塑料排水板深度確定，真空預(yù)壓標(biāo)準(zhǔn)區(qū)域的塑料排水板打設(shè)深度需要按照加固軟土層的厚度來確定，根據(jù)本工程的地質(zhì)勘察資料，暫定為13m。

對(duì)于抽氣系統(tǒng)的布置，采用軟飾鋁管、射流泵和三層密封膜的組合結(jié)構(gòu)。把密封膜以下的砂墊層和土體內(nèi)的空氣與水全部抽干，使其形成負(fù)壓，從而降低土中孔隙水的壓力，提高土體的有效應(yīng)力，使土體加速排水而固結(jié)密實(shí)。

2.3 施工方案分析

在上文中筆者指出，將該工程區(qū)域通過兩條呈十字型的布置的圍埝分為四個(gè)區(qū)域，暫定為A、B、C、D四個(gè)區(qū)域。吹填泥從A區(qū)域進(jìn)入，依次通過B、C區(qū)域，最后從D區(qū)域向外排水。由于流程比較長(zhǎng)，所以在很大程度上降低了吹填土的流失率，而距離吹填口越近的話，粗顆粒就會(huì)沉積越多，而其工程地質(zhì)條件也就越好。在實(shí)際的吹填過程中，由于相對(duì)粗大的土顆粒大部分在A區(qū)域沉積下來，所以A區(qū)域的吹填土土質(zhì)比較好，而B、C和D區(qū)域的吹填土土質(zhì)比較相近，都比較差。根據(jù)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)4個(gè)區(qū)域的土體采樣檢測(cè)試驗(yàn)分析結(jié)果，發(fā)現(xiàn)A區(qū)域基本上都是淤泥質(zhì)粘土，含水率小于80%，承載力可滿足一般機(jī)械設(shè)備與作業(yè)人員的施工要求。而B、C和D區(qū)域的表層土壤為淤泥，含水量均超過85%，承載力比較差，不能滿足一般機(jī)械設(shè)備與作業(yè)人員的施工要求。

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的工程地質(zhì)條件，將A區(qū)域的軟基土再采用真空預(yù)壓加固方法處理，從而使其形成更加穩(wěn)定的施工工作面。

3 預(yù)處理的工程效果分析

通過對(duì)A區(qū)域預(yù)處理加固前后的土樣對(duì)比分析，在完成預(yù)處理之后，該區(qū)域土層的土體含水率大大降低，孔隙比也有一定程度的下降，土體的抗剪強(qiáng)度有了比較大的提高，其預(yù)處理效果比較明顯。再根據(jù)預(yù)處理前后的勘察資料分析，A區(qū)域的吹填土完成排水后，表層基本上全是淤泥質(zhì)粘土，含水率在50%上下，通過現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試地基承載力大于50kPa，可確保塑料排水板和作業(yè)人員的安全。根據(jù)工程現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，在對(duì)A區(qū)域預(yù)處理之后，可直接鋪設(shè)砂墊層，插設(shè)排水板，布置真空預(yù)壓抽氣系統(tǒng)，后續(xù)的工作維持原有的施工方案。

而B、C、D區(qū)域的工程地質(zhì)條件大體相同，繼續(xù)循環(huán)套用A區(qū)域的軟基預(yù)處理方案，經(jīng)過實(shí)踐表明，同樣取得了良好的效果。通過本工程軟基預(yù)處理方案最終的效果分析，筆者得出以下結(jié)論：①針對(duì)同本工程類似地質(zhì)條件和具體的施工要求時(shí)，軟基處理采用真空預(yù)壓方法進(jìn)行預(yù)處理的效果比較好；②在采用真空預(yù)壓法處理新近吹填軟基土?xí)r，設(shè)置的砂土及土工織物復(fù)合墊層能夠形成比較穩(wěn)固的地基，優(yōu)勢(shì)明顯；③軟基處理預(yù)處理在節(jié)約中粗砂墊層材料方面具有很好的作用，減少工程投資、縮短施工工期，相對(duì)而言也就提高了施工單位的經(jīng)濟(jì)效益。

4 結(jié) 語

隨著我國當(dāng)前港口開發(fā)中基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的新時(shí)期，在沿海涉及灘涂區(qū)域的工程施工中，經(jīng)常會(huì)遇到需要處理軟基的情況，這時(shí)就需要首先對(duì)軟基進(jìn)行預(yù)處理，然后再進(jìn)一步順利進(jìn)行工程基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)施工。在本文中，筆者結(jié)合自身的理論知識(shí)和工作實(shí)際，通過具體的工程案例，從工程地質(zhì)條件、軟基預(yù)處理方案設(shè)計(jì)和軟基預(yù)處理工程效果分析等幾方面做了分析和探討，希望本文對(duì)在施工管理一線的技術(shù)同行具有借鑒意義。

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