真空预压在机场场道地基处理中应用论文

真空预压在机场场道地基处理中的应用

摘要：本文介绍了真空预压消除机场场道地基不均匀沉降的实例，并提出了南方地区真空预压施工应注意的问题，特别是机场限制区施工的措施。

关键词：真空预压机场场道不均匀沉降应用

中图分类号：x738.2 文献标识码：a 文章编号：

1 前言

浦东机场一期工程自1999年10月投入使用以来，经过近十年的沉降监测发现一跑道的古河道区域与其他区域的沉降差异较大，一般在25cm左右，这对跑道的使用和飞机的安全起降十分不利。一跑道采用了2500knm强夯处理，1999年通航前，跑道工后沉降平均在10cm，古河道区域的沉降在16cm，为了更好的克服跑道的不均匀沉降，在建第三跑道地基处理工程穿越古河道区域采用真空预压进行深层地基处理。

2 工程概况

上海浦东国际机场扩建工程第三跑道位于一跑道西侧，距离一跑道中心线800m。该工程的地基属于典型的软土地基，其软弱地层的厚度大，压缩性大、含水量高。主要土质分部情况：第①1层填土，以粘性土为主，埋深约为0.8-1.8米；②1层为黄色粉质粘土，中等压缩性，埋深约为2.2-3.8米；③1层为淤泥质粘质粉土，高等压缩性，埋深约为2.2-4.5米；③2层为灰色砂质粉土，中等压缩

性，埋深为8.8-10.3米，④层为灰色淤泥质粘土，高等压缩性，埋深约为17.5-19.5米。

3 设计要求

针对以前的古河道区域进行深层地基处理，防止以后过分的工后沉降，深层处理为真空预压，打设塑料排水板，排水垫层为50cm 砂砾石，其中上层10cm为中粗砂，塑料排水板入土深度以穿透第④淤泥质粘土层为准，约为20m，密封膜采用三层聚氯乙烯膜，气密性措施采取水泥搅拌桩作为密封帷幕，增强密封效果，真空预压的膜下真空度保持在650mmhg，卸载标准为真空预压累计时间为60天，各真空预压分区完成累计沉降平均值25cm，确保第④层沉降17cm左右。

真空预压地基处理边界为东侧边界和西侧边界为古河道边线，其它为道肩边线向外2m，真空预压面积19.3万平方米，共分为12个区施工。

塑料排水板采用c型，宽度10cm，厚度不小于4.5mm。塑料排水板呈等边三角形平面布置，间距为1.5m。塑料排水板入土深度以穿透第④淤泥质粘土层为准，约为20m。在古河道与正常沉积区域交接范围，塑料排水板入土深度应渐变，以实现深层处理区与浅层处理区的衔接过渡，过渡区设置在古河道边线内侧，具体设计为：在25m距离内塑料排水板入土深度由20m渐变调整为12m。

由于③2层砂质粉土的渗透系数为2.94～7.71×10-4cm/s，将会影响到真空预压的真空度，周边采用水泥搅拌桩密封墙封闭；桩长

7m，桩径70cm，搭接20cm；固化剂采用32.5号火山灰质水泥，掺入比为10％。

4 真空预压施工要点

（1）按照路基软土地基设计图进行加固区边界定位，然后清除加固区内的腐殖质和草根、垃圾、杂物，场地高差不大于15cm。真空设备、滤管、聚氯乙稀薄膜等进场，供电系统完善、正常。（2）垫层用砂砾石、中粗砂，含泥量小于5%，砂中严禁混有尖石、铁器、铁丝等硬物。垫层采用轻型机械或人工铺筑，并压实。（3）塑料排水板严格按照图纸的位置进行施工测量定位和放样。测验机架高度及桩管长度，用红油漆作好打设深度控制标记。打设过程中保证排水板不扭曲，透水膜不被撕破和污染。发现回带超过50cm以上，应在原桩位处附近30cm处进行补打垂直度误差小于1.5%。

（4）密封膜加工

密封膜采用聚氯乙稀薄膜，厚度0.17mm，采用热合法加工成形状与加固区一致、每边长度大于加固区3-4米的一张膜。热合缝必须严格检查不得有热穿、不紧等现象，不得有交叉热合缝。

（5）滤管采用pvc塑料管，管上打孔并用无纺土工布包裹，以保证只透水透气不透砂。管道交叉处采用三通或四通连接。根据设计图纸定出滤管的位置，人工挖开砂垫层放入滤管，滤管外壁距地基土面和砂垫层顶面大于5厘米；滤管周围用砂填实，严禁架空漏填。滤管采用胶管连接、铅丝绑紧，铅丝头严禁朝上。

5.6密封膜铺设时顺风伸展，加固区四周余留量大致相等。施工人员穿软底鞋上膜面工作，严禁穿高跟鞋、钉子鞋。每铺膜一层，必须检查膜面，发现空洞必须及时修补。余留部分在密封沟内侧坡面上铺平，过长部分将其折与沟底，不得折铺到外侧坡上。

5.7 射流真空泵在安装前应试运转一次，真空压力达不到90kpa 的泵必须维修或更换。在覆水前，进行试抽真空，同时检查每台射流泵的运转情况和薄膜的密封情况，发现真空压力上不去必须及时处理。真空压力连续三天真空压力稳定在85kpa以上，即可膜上覆水进入正式真空预压即时期。

5 施工效果总结

真空预压过程中，对真空预压期间的真空度、地表沉降、十字板剪切等指标进行了监测，用以评估真空预压效果。下面以d1区为例分析加固效果。

（1）真空度监测情况

由d1区真空度曲线可以看出：压膜沟周边以粘性土为主加上水泥搅拌桩的密封效果较好，前期真空度上升速度较快，经过约30小时试抽真空后真空度已达到36kpa，第6天真空度读数超过

80kpa，达到了计时标准。

（2）沉降量

由d1区地表沉降曲线可知：随着真空度的提升沉降速率逐渐加大，抽真空第二天时真空度为38kpa，沉降速率为16.7mm；第三天

时真空度为58kpa，沉降速率为22mm；第4天真空度为76kpa，沉降速率为11mm。由此可以看出前期真空度达到40kpa左右地表沉降速率明显加快，随着真空度的不断上升地表沉降也慢慢趋于稳定。在总的地表沉降值中从开始抽真空至第10天累计地表沉降值为9.5cm，占总的地表沉降值的40%，第11天至第30天累计地表沉降值为6.8cm，占总的地表沉降值的29%，可以看出前一个月累计地表沉降值占总沉降值的70%左右，接下来一个月的地表沉降值约占总沉降值的30%左右。另外随着抽真空的进行沉降速率逐渐减小计时的一个月后沉降速率逐渐稳定。其他几个区地表沉降规律和沉降速率也基本一致。

（3）十字板剪切试验

在卸载后进行了十字板剪切试验，试验数据如下表所示：

通过上表可以看出浅层约10m以上的土层经过真空预压后强度增长明显。这主要是各土层所含的孔隙水经过真空预压后排出，土体逐渐密实，承载能力得到提升，土体强度逐渐增强，特别是③1层最为明显，这与③1层的土质情况有关。

（4）分层沉降

通过分层沉降监测发现本工程中第四层平均沉降约在13-15.5cm 之间，考虑到分层沉降磁环的施工误差及受周边土质的影响，可以说第四层土质沉降基本满足设计要求，达到了预压的效果。