真空联合堆载预压法软基处理效果分析

真空联合堆载预压法软基处理效果分析

发表时间：2017-12-04T09:14:25.233Z 来源：《基层建设》2017年第24期作者：肖建波

[导读] 摘要：本文通过对真空联合堆载预压处理后的淤泥进行土工试验，对比土工参数的变化，分析真空联合堆载预压软基处理的效果，总结影响处理效果的因素和施工质量控制重点。

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摘要：本文通过对真空联合堆载预压处理后的淤泥进行土工试验，对比土工参数的变化，分析真空联合堆载预压软基处理的效果，总结影响处理效果的因素和施工质量控制重点。

关键词：真空联合堆载预压；固结排水；土工参数

1.工程概况及欠固结淤泥特性分析

本工程为珠三角某城市的市政道路工程，拟建道路场地为海漫滩地貌，分布大量鱼塘和沼泽，地下分布深厚欠固结流塑淤泥层，淤泥平均厚25m，最深达41.2m，具高含水率（平均62.06%）、高压缩性、大孔隙比、高灵敏度，强度低等特性，具流变、触变特征，易导致路基沉降和失稳。淤泥的物理力学指标设计值如下表所示。

本工程地层中分布的深厚欠固结流塑淤泥层主要由第四系海相沉积层组成，具有如下特点，1.淤泥在先期固结压力下的固结过程仍未结束，会继续固结沉降；2.淤泥主要分布在湖塘中，需要进行吹填和大量填土形成路基，吹填砂和填土的荷载会大大增加土层中的附加固结应力，使淤泥的欠固结程度提高；3.淤泥含水量高，平均含水量在62%以上，但是渗透系数非常低，为4.09E-8cm/s，排水能力差，会减缓固结沉降过程，自然状态下排水固结可能需要几百年；4.淤泥孔隙比大，平均孔隙比为1.732，压缩性强，排水固结后引起的沉降量很大。欠固结淤泥地基对路基和建筑物是极为不利的，会造成较大的工后沉降，影响道路和建筑物的使用功能，必须经过处理才能作为地基使用，常用的处理方法为排水固结法。

3.泥浆搅拌桩密封墙

清表后打设泥浆搅拌桩密封墙，原设计采用水泥搅拌桩密封墙，施工中发现水泥搅拌桩密封墙易产生开裂现象导致漏气，而采用泥浆搅拌桩密封墙效果更好，原因是泥浆搅拌桩密封墙柔性强，墙体随着流塑淤泥变形后不易开裂。

4.对周边环境的影响

沿本工程预压分区南侧有一条水泥道路，真空联合堆载预压过程中该水泥道路发生不同程度的开裂，主要为纵向裂缝，最大的裂缝宽度5cm，同时预压分区10米外的一座5层楼房也发生了微小裂缝。产生上述破坏现象的原因是真空联合堆载预压施工过程中地基发生1～4米的沉降，导致周围道路和建筑物地基失稳，所以类似工程施工前应加强对周围建筑物地基的保护，同时严密监测周围建筑物的变形情况。

5.软基处理效果分析

5.1 软基处理前后土工参数的变化

真空联合堆载预压区段满载后持续抽真空约120天，沉降速率连续15天满足小于2mm/天的要求，用三点法推算固结度大于90%。卸载后，对真空处理段随机抽30个点样进行土工试验检测处理效果，软基处理前后土工参数如下图所示

经真空联合堆载预压处理后，该区段含水率由原平均63.01%降低至50.8%，降低12.2%；孔隙比由原平均1.7降低至1.4，降低17.8%。

真空联合堆载预压处理后淤泥含水率和孔隙比大幅降低，含水率和孔隙比是影响路基工后沉降的重要指标，这两个指标降低后有利于减小路基工后沉降，并降低道路使用期内维护费用。本项目质保期为5年，因此软基处理效果好有利于保证公司顺利回笼质保金，降低投资风险。

5.2 路基沉降量与淤泥厚度的关系

真空联合堆载预压施工结束后对70余个路段实测的沉降数据进行了汇总分析，下表为部分路段的沉降量与淤泥厚度的关系。

通过对比可知，淤泥深度在18m～25m路段实际沉降量与淤泥厚度比为10%左右，而淤泥深度大于25m时，施工期间实际沉降量与淤泥厚度比为12%左右。由于该地区场地中淤泥深度平均深度在25m左右，可由此推断在后续该地区类似工程设计中，真空联合堆载预压排水固结法中施工期的沉降量设计值应对比总体淤泥深度的10%来进行修正是合理的，当淤泥深度大于25m时，可适当将参数调整至12%。

6.结论

（1）真空联合堆载预压处理方法适用于该地区超厚欠固结淤泥土层，能够有效改善淤泥含水率、孔隙比、内摩擦角、粘聚力和十字板抗剪强度等指标，软基处理后的土工参数指标可作为后续工程设计的依据。

（2）该地区欠固结淤泥层经过真空联合堆载预压后，固结沉降量大约是淤泥厚度的10%左右。

（3）泥浆搅拌桩密封墙密封效果好于水泥搅拌桩密封墙，原因是泥浆搅拌桩密封墙的柔性强，有较强的变形协调能力。

参考文献：

[1] 刘吉福.珠三角软基处理试验工程报告集；人民交通出版社；1（2012年9月1日）

[2]刘洋.软基处理施工过程的数值模拟与应用；冶金工业出版社；第1版（2014年4月1日）