浅论沿海地区软土地基处理

浅论沿海地区软土地基处理

摘要：文章通过堆载预压法、真空预压法、强夯置换法和高真空击密法从处理效果、施工工期、工程造价等方面进行的比较，得出真空预压在处理浙江舟山沿海地区的软土地基时，有着工期较短，有效加固深度深，工后沉降小，加固材料省的特点。为今后的相关地基处理提供参考与借鉴。

关键词：真空预压法、堆载预压法、强夯置换法、高真空击密法、比较、软土地基

随着我国社会经济的高速发展，在沿海地区的港口工程建设项目的增多，如何经济有效的处理软土地基成为了设计人员不能绕过的问题。目前处理软土地基国内有多种方法，主要有堆载预压法、真空预压法、强夯置换法和高真空击密法等加固方法。

1 工程概况

浙江舟山某中转码头工程根据功能要求，拟建场区位于现有海堤内的盐田或虾塘和海堤外的海涂上，堆场尺寸为1441m×565m，面积81.42万m2。根据堆场装卸工艺，堆场在工程建成初期按堆高10m考虑，最终设计堆高为16m。

2 地质概况和处理要求

本工程的地质土层自下而上形成10个地质工程组。土层上部为20～30m厚的软弱土层，以淤泥、淤泥质粘土、淤泥质粉质粘土等组成，土体具有含水量高、孔隙比大、天然强度低、压缩性大、软弱土层厚等特点。

场区预压面积大，堆垛高，初期堆高10m，最终堆高16m。如何处理软土地基是控制工期的关键，地基加固方法虽然对工后沉降要求相对较低，但是对地基承载力要求较高，并且要确保地基的稳定。

3 地基处理方案

软土地基加固处理目前国内有多种方法，主要有堆载预压法、真空预压法、强夯置换法和高真空击密法等加固方法。【1】

1）方案1：插板堆载预压法进行加固

堆载预压法是最常用的地基加固方法之一，是排水固结法的一种，它是以土料、块石或建筑物本身作为荷载，对加固的地基进行预压。

本方案处理方法：首先在老海堤陆侧的盐田、虾塘区域进行吹填砂，陆域吹

填至+2.20m标高后，加固区域打设塑料排水板【2】。排水板打设完毕后，进行上部堆载填筑，堆载料采用宕渣，堆场区域需堆载至+7.20m标高，然后进行预压。由于地基土的强度是随着上部荷载的增加逐渐提高的，一次性施加上部荷载会引起地基的失稳，故上部堆载经计算初步确定需分4级加载，每级加载时间为1个月。在老海堤陆侧堆载的同时，随着新海堤的施工，在新海堤与老海堤之间的滩涂区域可进行吹填砂，吹填至+1.20m标高后，加固区域打设塑料排水板，然后进行上部分级堆载至+7.20m标高。预压时间根据沉降稳定情况决定，预压完成后进行卸载。整块堆场从堆载开始到卸载完成大约需24个月。

图1 插板堆载预压法剖面图

插板堆载预压法加固效果显著，有效加固深度深，可达25～30m，工后沉降较小，但堆载材料需要量大、倒运麻烦，弃方还要另设场地，工期长，投资大。

2）方案2：真空预压法进行加固

真空预压法是处理软土地基的有效方法之一，也是排水固结法的一种。

真空预压法的施工顺序如下：铺设砂垫层→打设竖向排水通道→在砂垫层表面铺设安装传递真空压力及抽水集水用的滤水管、挖压膜沟→铺塑料薄膜、封压膜沟→安装射流泵、连接管路→布设沉降杆、抽气、观测。从抽真空到加固结束大约需3～4个月。整块堆场分区进行加固，总工期大约需16个月。

图2 真空预压法断面图

真空预压比堆载预压更有优势在于：第一，堆载预压是需要大量的预压材料，而真空预压通过真空泵抽真空后，靠内外的大气压差来形成附加荷载，因此不需要额外的预压材料，以及相应的费用。第二，真空预压加固软土地基时，地基土体水平位移是向加固区内移动，这就不会引起地基的失稳【3】，可以一次性加载至设计荷载，这极大地缩短施工工期。

3）方案3：排水板强夯置换法进行加固

强夯置换法利用重锤高落距产生的高冲击能将碎石、矿渣等物理力学性能较好的材料强力挤入地基，对墩周地基土进行挤密，提高土的强度。

本方案处理方法：首先在老海堤陆侧的盐田、虾塘区域进行吹填砂，陆域吹填至+2.20m标高后，打设塑料排水板，回填开山宕渣，然后进行强夯置换加固。同样，在老海堤陆侧强夯加固的同时，随着新海堤的施工，在新海堤与老海堤之间的滩涂区域可进行吹填砂，吹填至+1.20m标高，在新海堤合拢后，便可进行排水板强夯置换加固。整块堆场的加固，大约需12个月。

4）方案4：排水板高真空击密法进行加固

“高真空击密法”是高真空与强夯相结合的一种软土地基加固技术，它是通过数遍的高真空，并结合数遍合适的变能量击密，达到降低土层的含水量，提高密实度、承载力，减少地基工后和差异沉降量的目的【4】。

本方案处理方法：在老海堤陆侧强夯加固的同时，随着新海堤的施工，在新海堤与老海堤之间的滩涂区域可进行吹填砂，在新海堤合拢后，便可进行排水板高真空击密加固。整块堆场的加固，大约需11个月。

高真空击密法比强夯法多一道抽真空的程序，因此施工工艺相对比较复杂，施工费用相对较高，但是地基的强度增长较强夯法快，工期可极大缩短。其有效加固深度与强夯法一样可使得地表下5～7m产生明显的硬壳层，而硬壳层以下土层加固效果不明显，地基承载力仍较小，工后沉降较大，对日后使用会产生一定影响。

4 各方案综合比较

表1各方案综合比较

方案1虽然有效加固深度深，工后沉降小，但也有不足，如施工时需考虑地基的稳定性导致加载时间长，投资大。方案2不仅工期适中，地基强度能满足使用要求，而且施工时稳定性好，工后沉降较小。方案3虽然工期短，投资省，地基的强度也能满足使用要求，但工后沉降大，对堆场使用会有较大的影响。方案4处理效果与方案3相近，但投资费用高。根据以上四种方案的综合分析和对比，最终采用方案2真空预压法来处理地基。

5 结语

工程实践证明，真空预压法有着工期较短，有效加固深度深，工后沉降小，加固材料省的特点。对浙江舟山沿海地区软土地基处理采用真空预压法，是行之有效的，具有一定工程应用价值和推广意义。

参考文献：

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