地基预处理堆载预压实用分析

地基预处理堆载预压实用分析

裴峥

上海电力建设有限责任公司200031

摘要：由于沿海地区软弱土层较多，不宜直接开展施工，因此正式施工前的地基预处理的就十分必要，本文以就地基预处理常采用的堆载预压法，从施工工艺，处理效果等方面分析优势，为以后相似的问题提供参考。

关键词：地基预处理，堆载预压，实用分析

0.引言

近些年来，随着一带一路政策的出台与实行，越来越多的中国建筑类企业参与到国际项目中，尤其是在东南亚各国，承接了大量基建类项目。鉴于东南亚国家中有半数以上的沿海国家，而沿海区域的地质条件较差，正式桩基施工前，需要进行地基预处理，因此本文以印度尼西亚某电厂地基预处理为例，对堆载预压法进行实用分析。

1.工程概况

1.1场地位置

印度尼西亚某电厂位于印尼苏门答腊岛沿海地带。

1.2场地地质情况

场地勘测深度范围内全部由第四系土层组成，勘测过程中未揭露基岩，按照土层的颗粒粒径、密实度和状态，以及空间分布从上到下的顺序，场地内土体可分为5大层共9层，划分如下：

①层：填土，主要为填筑场地西侧和南侧围堰土坝形成，厚度约2m，由淤泥或粉砂组成，填土结构松散～稍密。

②1层：淤泥，局部为淤泥质土，流塑状，含有机质和生物贝壳，表层约2m含较多植物根系，局部深至4m仍可见根系，土样有机质灼烧减量平均值为7.8%，参考《岩土工程勘察规范》GB50021-2001（2009年版）表A.0.5标准定名为淤泥。

该层广泛分布于场地内，直接出露于地表，灰～深灰色。层底高程在-4.54～-20.84m，平均厚度14m，最小5.5m（C19），最大19m（C15），标贯实测击数小于等于2击，平均值1.0击，静力触探试验锥尖阻力平均值0.39MPa。根据土工试验先期固结压力结果，该层土呈欠固结状态。

②2层：粉（细）砂，深灰色，松散，主要分布在场地南侧，厚度变化大，夹于②1层中或底部，层顶高程-3.07m～-16.88m，平均厚度约5m，钻孔C19该层厚度最大，达11.50m。该层标贯实测击数平均值7.6击，静力触探试验锥尖阻力平均值3.06MPa，具液化特性。

②3层：粘土，少量为粉质粘土，灰～深灰色，多为软塑，局部可塑状，部分钻孔缺失，最大厚度8.50m，标贯实测击数2～5击，平均4击，静力触探试验锥尖阻力平均值1.72MPa，。

③1层：粉（细）砂，灰色，局部呈黄色，松散～稍密，该层在场地内分布范围较广，但厚度变化较大，局部地段缺失，最厚达10.50m（C18），标贯实测击数3～15击。

③2层：中（细）砂，局部为粗砂，灰色，中密，该层在场地内分布范围较广，但厚度变化较大，局部地段缺失，最厚达8.00m（C19），标贯实测击数16～31击，平均21.7击。

④层：粘土，灰色，褐灰色，多为可塑，少量硬塑，该层在场地内广泛分布，地层较稳定，厚度约30m，层顶深度26m～32.5m，标贯实测击数8～19击，平均12.8击。

⑤层：砾砂，局部为粉砂，灰褐色，密实，该层广泛分布于④层之下，层顶高程-57.45m～-62.49m，本次勘测未揭穿该层，标贯实测击数平均值63.4击。

⑤1层：含砾粘土，灰色，硬塑状，仅见于C12，以透镜体形式存在于⑤层砾砂中，层顶高程-59.45m，厚度2.3m，标贯实测击数21击。

由于厂址区的地基广泛分布第四系全新统海积成因的淤泥土，且地表尚分布一定厚度人工堆积成因的填土。由于该二类型土质物理力学性质较差，在上部荷载的作用下，会产生地基的不均匀沉降，对电厂的建（构）筑物产生不利的影响，且由于淤泥土的承载力不够，无法直接进行桩基施工，因此该厂区场地内需要进行地基预处理。

2．地基预处理方案比选

2.1地基预处理方案简介

要想使大面积的软弱地基承载力提高，压缩性减小，归根到底离不开软土的“排水”和“固结”，是排水条件和固结时间的问题。如沿海吹填场地中下部往往存在的海相或三角洲相饱和软土，尽管历经上百年甚至更长的时间，其物理力学性状也变化不大，原因就是软土体自身渗透系数很小，排水条件不佳。而人工处理的主要思路就是人为地在软土体中设置一些透水性质良好的材料（如塑料排水板、碎石桩、砂桩等），缩短其排水路径，并在一定的附加荷载（如真空负压、堆载、动力荷载等）作用下，加速软土体内气体和孔隙水的排出，促使软土体孔隙比减小、产生固结变形，大幅度消除和减小工后沉降，强度提高。当开山填谷新近回填软弱场地不涉及地下水的情况下，则可选用振动碾压、重锤夯击、甚至高能级强夯等动力方式来促使软土体自身压缩固结快速发生，减少或消除场地工后沉降，提高地基承载能力。[1]

常用的地基预处理的方法较多，主要包括换填法、排水固结法、轻型真空井点法、强夯法、振冲法和水下深层水泥搅拌法等几大类，其中排水固结法又分为堆载预压法，真空预压法等多种形式。[2]

本电厂不良地质土层分布较广，换填法不适用面积较大的工程；强夯法处理的深度不够，且在现场不便于施工；高压喷射注浆法成本较高，且原材料及设备在印尼难以获取；而预压地基适用于处理淤泥质土、淤泥、冲填土等饱和粘性土地基。[3]经过综合考虑工期要求及现场条件等方面，该电厂决定采取预压法进行地基预处理。

2.2区域划分

根据电厂的建（构）筑物的种类及分布，施工的先后顺序，将堆载预压法场地划分为B1-B9区，主要为吸收塔，化水，煤场等区域，堆载高度4.3m。

3．地基预处理施工方案

3.1施工顺序

根据场地内建构筑物的布置，按照B1、B2→B3、B6、B9→B4、B5→B7、B8区域的顺序依次施工堆载回填区。

3.2工艺流程

堆载预压区（B区）施工流程：测量定位放线→清理平整场→打设塑料排水板→设置排水滤管并整平→埋设监测仪器→场地堆载至设计标高→达到设计要求后卸载→资料整理→竣工验收。

3.3检测与监测：

为了检验地基预处理的加固效果，更好地掌握软基加固过程中各土层水位、固结、沉降及侧向变形等变化，确保加固质量，除了在加固期间需连续观测地表沉降量和地下水位以外，尚需在加固区内埋设一定数量的孔隙水压力仪、深层分层沉降仪。按要求观测软基在加固期间的孔隙水压力、分层沉降值随时间变化的情况，并根据实测分层沉降及孔隙水压力的消散情况，进一步确认软基的各项参数，推算软基固结度，为确定卸载时间提供依据。

监测项目：地表沉降、土体深层分层沉降、孔隙水压力、边桩位移和地下水位。

检测项目：加固前后现场十字板试验、载荷板试验、原位钻孔取土等室内试验。

4.成果分析与对比

表1各区域处理结果对比分析

经过监测数据的分析，堆载预压处理则需要处理时间较长，但施工工序相对简单，且持续时间内不需额外处理，因此对于成本控制方面有优势。

5.结语

根据本文上述结果分析，对于工期要求相对宽松，且施工设备难以获取的地区，推荐采用堆载预压法。

参考文献：

[1]席宁忠，于海成.对大面积软弱地基处理技术的辩证思考[J].岩土工程学报.2013，35（增刊2）.

[2]JTS147-2017水运工程地基设计规范[S].北京：人民交通出版社，2018.

[3]JGJ79-2012建筑地基处理技术规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2013.