真空预压联合强夯加固软土地基应用实践

真空预压联合强夯加固软土地基应用实践

杨正鸿

中冶集团武汉勘察研究院有限公司湖北武汉430080

摘要：针对不同性质吹填土，真空预压和强夯两种方法组合应用的方案，能有效提高软土地基的压缩模量和固结度，笔者结合某特殊钢铁有限公司吹填区原料场地基处理工程，详细介绍了真空预压联合强夯加固软土地基的方案和施工工艺，实践证明，该原料场软基处理良好，取得了较好的社会和经济效益。

关键词：真空预压法强夯软基塑料排水板密封膜

1.工程概况

某特殊钢铁有限公司吹填区原料场面积30万m2，其中以吹填淤泥为主的区域面积约为25万m2，划分为14个真空预压区，每个区约2万m2，吹填砂为主的区域面积约为5万m2。

地层岩性如下：①1粘性吹填土，围海造地吹填形成，深灰色，主要由淤泥及淤泥质粘土组成，呈饱和、流塑状态，静力触探比贯入阻力标准值=0.24Mpa，厚度为1.80～5.40m，平均层厚3.36m；①2砂性吹填土，围海造地吹填形成，黄褐色、灰褐色，主要由粉细砂组成，呈饱和、松散状态，静力触探比贯入阻力标准值=1.42Mpa，厚度为0.90～5.70m，平均层厚4.56m；②粉细砂，黄灰色，呈饱和、松散状态，静力触探比贯入阻力标准值=2.47Mpa，标准贯入试验锤击数标准值Nk=8.4击，厚度为0.80～3.50m，平均层厚2.21m；③淤泥质粘土，黑灰色~灰色，呈饱和、流塑~软塑状态，天然含水量平均值=44.6%，天然重度平均值=17.5kN/m3，天然孔隙比平均值=1.271，液性指数平均值=1.23，压缩系数平均值=0.91MPa-1，压缩模量平均值=2.7MPa，标准贯入试验锤击数标准值=1.6击，静力触探比贯入阻力标准值=0.39Mpa，超固结比OCR<1，厚度为0.40～14.40m，平均层厚4.53m；④粉质粘土，灰黑~灰褐色，含少量细砂，呈饱和、软塑~可塑状态，厚度为0.30～2.30m，平均层厚0.91m；⑤中粗砂，黄褐色，呈饱和、中密状态，其厚度为0.60～2.40m，平均层厚1.25m；⑥全风化花岗岩，黄褐色，结构大部分破坏，岩芯呈砂土状，岩体破碎，手搓易碎，揭露厚度为0.10～1.20m。

2.吹填土性质以吹填淤泥为主的区域采用两步处理方案：第一步人工施工短塑料排水板+真空预压，第二步机械施工长塑料排水板+强夯；吹填土性质以吹填砂为主的区域采用机械插塑料排水板+强夯的地基预处理方案

2.1施工工序为：排水→铺设土工编织布→人工施工短塑料排水板→铺设土工布及真空系统、修筑蓄水围堰、真空预压、同时蓄水、满足要求后卸载→施工长塑料排水板→回填1.2m厚砂土→强夯→推平场地

2.1.1施工前形成截排水系统，通过挖明沟、集水坑和水泵强抽等措施排水；

2.1.2铺设土工编织布，便于人工施工塑料排水板；

2.1.3人工施工塑料排水板，间距1m，均匀布置，塑料排水板长度2.5~4.5m，施工过程中，塑料排水板严禁出现扭结、断裂和滤膜破损；

2.1.4⑴铺设一层无纺土工布，采用双排线重叠，用“包缝”连接，无纺土工布上布设真空预压系统；⑵布设真空系统：塑料排水板端部与真空系统支管连接，支管与主管连接。同一个真空预压区水平排水管网整体呈封闭环状设置，真空管路的连接点进行严格密封，设置止回阀和闸阀。主管两头连接真空射流泵，真空射流泵布置不大于1000m2/台，功率不小于7.5KW，试抽能形成不小于96kPa的真空压力，应预留备用泵。⑶铺设密封封：密封膜采用二层聚乙烯薄膜，需要在密封膜下先铺一层无纺土工布，无纺土工布与密封膜铺设前要清理平整，按区域先后顺序分层铺设与搭接。分区压膜沟采用边接膜搭接膜法，为保证密封，所有出膜装置均采用法兰盘出膜。⑷每个分区在真空系统内设置真空度测试探头仪，开始抽气，密切注意膜下真空度的变化，发现漏气，及时处理，当膜下真空度达到设计值后，连续抽气100天左右。⑸真空膜上修筑蓄水围堰，高度1.2m，抽真空的同时进行蓄水预压，蓄水高度不小于1.0m。

2.1.5真空预压满足要求进行卸载，然后施工长塑料排水板，采用可测深度的设备施打，打入地基塑料排水板宜为整板，需接长时芯板平搭接，回带长度不得超过0.5m，平面位置误差为±0.1m，顶端高出地面不大于50mm。

2.1.6施工完长塑料排水板后回填1.2m厚砂土。

2.1.7强夯采用三点一满，施工机械采用带有自动脱钩装置的履带式起重机，锤重10~40t，底面采用圆形，锤底接气压力25～40kPa，第1.2遍点夯采用扁平强夯锤，其余采用常规强夯锤。

2.1.8强夯完成后场地推平。

2.1.9监测：真空预压区监测测试装置及仪器包括地表沉降板每2D观测一次、膜下真空压力表抽真空期间每1D观测一次；强夯区监测装置及仪器包括孔隙水压力计、水位监测点，孔隙水压力计强夯期间每2D观测一次，直到孔压全部消散为止。

2.1.9检测结果：本项目处理深度为淤泥层下300mm，约15m左右；地基承载力特征值：交工面不低于150kPa，交工面下4m处不低于120kPa；固结度：交工面至交工面下4m不低于85%，交工面下4m以下不低于80%；。

3、结束语

利用真空预压联合强夯加固软土地基方案，抽真空15d，膜下平均真空度己达80kPa左右，抽真空总历时达100d，膜下平均真空度均保持在80kPa以上，外加1.0m的覆水，即真空加覆水荷重平均达90KPa。抽真空结束后，排干膜上覆水，回填1.2m厚砂土，进行三点一满强夯，历时近90d。真空堆载联合预压加快地基沉降的速率,大幅消除地基沉降,减少工后沉降量,是一种行之有效的软土地基处理方法，检测结果显示各项指标均达到了设计要求，工程取得了良好的社会效益和经济效益。

参考文献：

[1]真空-堆载联合预压加固软基的特点和应用[J].袁伟刘国祥.城市勘测.2012(03)

[2]真空预压联合强夯加固深厚吹填土地基[J].何铁伟.勘察科学技术.?2015(04)