花錦峰 陳煥龍

（中交四航局第二工程有限公司，廣東 廣州 510230）

1 概述

軟弱土層地基處理的工藝方法多種多樣，其中真空預(yù)壓法以其工藝方法簡便、施工材料用量少、施工成本較低、地基土體固結(jié)時(shí)間較短及處理地層深度較深等諸多優(yōu)點(diǎn)被廣泛在軟弱地基土體的固結(jié)強(qiáng)化處理中應(yīng)用，而真空預(yù)壓法在實(shí)施的過程中，會產(chǎn)生多種不利因素影響膜下真空度提高與恒定，導(dǎo)致真空預(yù)壓的效果受到影響。本文通過工程實(shí)例，對工藝過程中的各類不利因素進(jìn)行記錄、統(tǒng)計(jì)分析，并對真空預(yù)壓效果進(jìn)行計(jì)算比較，以優(yōu)化工藝方法，降低不利因素對真空預(yù)壓效果的影響。

2 工程概況

深圳海洋科研服務(wù)基地項(xiàng)目一標(biāo)段海堤堤防工程起止于西北方向的龍涌和東南方向的東寶公園，全長1985.52m，分為西北堤、西南堤和東南堤三個堤段，其中西北堤緊鄰龍涌，河堤的保護(hù)，受風(fēng)浪潮汐的影響較弱，而西南堤和東南堤面臨海面，正面受海浪和潮汐的沖擊。整個海堤位于海濱潮間帶上，淤泥及淤泥質(zhì)粘土層廣泛分布，其厚度11～18m 不等。需要進(jìn)行真空預(yù)壓處理的地基寬度40m，總長度為新建海堤全長1985.52m，真空預(yù)壓總面積79650m2，分為東南堤A1-A2 區(qū)、西南堤B1- B4 區(qū)、西北堤C1-C4 區(qū)共15 個區(qū)，如圖1 所示。按設(shè)計(jì)要求，真空恒壓天數(shù)為130 天，膜下真空度不低于85kPa，固結(jié)度達(dá)到90%以上，軟土地基強(qiáng)度值不低于29kPa，才能保持海堤穩(wěn)定所需的地基承載力。

圖1 真空預(yù)壓分區(qū)圖

3 真空預(yù)壓施工流程

深圳海洋科研服務(wù)基地堤防工程是在海濱灘涂上充填多層砂袋形成臨時(shí)圍堰，并同時(shí)對圍堰中心回填中細(xì)砂后形成圍海堤岸，采用真空預(yù)壓工藝對基礎(chǔ)淤泥層進(jìn)行軟基處理，施工流程：場地清理→鋪設(shè)土工格柵→充填多層砂袋→回填堤芯中細(xì)砂→打塑料排水板→回填中粗砂橫向排水層→攪拌泥漿密封墻→場地整平→設(shè)備安裝→鋪管埋管→清理雜物→鋪設(shè)土工布保護(hù)層→鋪設(shè)塑料密封膜→出膜匯集管與設(shè)備連接→開機(jī)試抽→進(jìn)入恒載期→固結(jié)度達(dá)標(biāo)卸載→真空預(yù)壓施工結(jié)束。

真空預(yù)壓施工的諸多工序中，存在著多種影響膜下真空度的不利因素，通過對真空預(yù)壓施工全過程的跟蹤監(jiān)測，記錄不利因素出現(xiàn)種類和次數(shù)，進(jìn)行整理和分析，找出各種不利因素發(fā)生的原因，采取相應(yīng)的解決措施加以避免，或降低其發(fā)生的次數(shù)，提高土體固結(jié)效果。抽真空設(shè)備均勻布置在加固區(qū)周邊，每臺設(shè)備控制面積為900～1100m2。真空恒壓期間，采用自動記錄儀每兩個小時(shí)記錄一次膜下真空度。

4 現(xiàn)場情況的統(tǒng)計(jì)與分析

4.1 西北堤施工記錄數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)與分析

西北堤C1-C4 區(qū)真空預(yù)壓面積24157m2，布設(shè)24 只真空表，在恒壓期間按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行真空表示數(shù)的自動記錄，并自動傳送并顯示在遠(yuǎn)程監(jiān)控屏上，管控人員從監(jiān)視屏上當(dāng)發(fā)現(xiàn)真空表示數(shù)異常時(shí)，立即查找原因并按預(yù)設(shè)方案加以解決，使真空示數(shù)恢復(fù)正常，同時(shí)記下真空表異常的讀數(shù)、發(fā)生位置、產(chǎn)生現(xiàn)象和采取的措施等信息。西北堤真空預(yù)壓施工完成后，對恒壓期間的記錄資料進(jìn)行了整理、歸類和原因分析，得出了影響膜下真空度的不利因素的種類、發(fā)生階段及其之間相互關(guān)聯(lián)，如圖2 所示。

圖2 膜下真空度影響因素關(guān)聯(lián)圖

根據(jù)施工記錄資料，統(tǒng)計(jì)了真空度不達(dá)標(biāo)次數(shù)，分析不利因素產(chǎn)生的原因，采取了針對性措施加以解決，如表1。

表1 對膜下真空度產(chǎn)生不利因素的事件統(tǒng)計(jì)分析表

從表1 整理的結(jié)果可以看出：（1）西北堤在真空預(yù)壓期間共發(fā)生影響膜下真空度的事件為50 次，分布在真空預(yù)壓工藝的不同施工工序中，不利因素的種類和產(chǎn)生的原因也是多種多樣的，同種不利因素發(fā)生的次數(shù)也不一樣。（2）影響膜下真空度的事件主要集中在密封膜鋪設(shè)階段和抽真空恒壓持載階段，占全部事件發(fā)生的概率為76.0%，是主要因素，也是真空預(yù)壓法地基處理效果的關(guān)鍵所在，更是需要提高施工質(zhì)量的重要工序，同時(shí)，泥漿攪拌墻的施工質(zhì)量和恒壓期間電力供應(yīng)的持續(xù)性也是不能被忽視的重要因素。（3）需要強(qiáng)調(diào)的是長達(dá)130 天漫長恒壓期間，客觀地存在著不可避免地多種外部因素導(dǎo)致密封膜破損的情況發(fā)生，對膜下真空度受到影響，如風(fēng)浪攜帶的垃圾雜物、海鳥覓食等，因此，真空預(yù)壓施工過程中，對每道工序采取針對性的措施加強(qiáng)現(xiàn)場管控和防護(hù)，盡可能地杜絕或降低不利因素的發(fā)生或出現(xiàn)的次數(shù)，才能使膜下真空度恒定，提高抽真空的效果。

4.2 西南堤真空預(yù)壓記錄數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析

根據(jù)西北堤出現(xiàn)的各種不利因素，在后續(xù)西南堤和東南堤真空預(yù)壓施工時(shí)，采取針對性措施加強(qiáng)各道工序的管控和預(yù)防，特別是控制好鋪膜時(shí)的密封性和恒壓期間保護(hù)密封膜的完整性，使得密封膜下真空度大幅提高，且保持了持久的恒定。根據(jù)施工期間的記錄數(shù)據(jù)，采取措施前后影響膜下真空度不利因素產(chǎn)生的次數(shù)對比如圖3。

圖3 采取措施前后膜下真空度不利因素發(fā)生次數(shù)對比表

從圖3 中可以看出，各個階段影響膜下真空度的事件發(fā)生的次數(shù)由50 次降至12 次，影響膜下真空度不利因素發(fā)生次數(shù)的概率降為原來的四分之一；影響膜下真空度不利因素的降低和避免保證了膜下真空度在恒載期間達(dá)到設(shè)計(jì)要求不低于85kpa 的標(biāo)準(zhǔn)。西南海堤真空預(yù)壓施工結(jié)束后，對B9～B4 各區(qū)真空表記錄數(shù)據(jù)進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，統(tǒng)計(jì)周期為恒壓持載后，對第21 天至130 天期間的真空表示數(shù)記錄進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，得出各區(qū)真空表示數(shù)平均值如表2 所示。

表2 西南堤各區(qū)真空表示數(shù)平均值

從表2 可以看出，對影響膜下真空度的不利因素采取有效措施后，較好減少了導(dǎo)致膜下真空度降低的事件發(fā)生，使膜下真空度比原設(shè)計(jì)提高了4.4kpa，加速了密封區(qū)內(nèi)軟土地基土體的固結(jié)時(shí)間，并提高土體的固結(jié)度和承載力。

4.3 土體強(qiáng)度檢測分析

真空預(yù)壓卸載后分別在各區(qū)等間距取2 個點(diǎn)做原位十字板剪切試驗(yàn)，工后原狀土的抗剪強(qiáng)度試驗(yàn)數(shù)據(jù)如表3 所示。由表3 可見，工后十字剪切強(qiáng)度的平均值為36.08Kpa，滿足設(shè)計(jì)要求的淤泥或淤泥混砂層經(jīng)真空預(yù)壓處理后軟土地基強(qiáng)度Cs 不小于29.0kPa 的要求。從C 區(qū)和B 區(qū)的平均數(shù)據(jù)對比發(fā)現(xiàn)，西南堤B 區(qū)工后十字板剪切強(qiáng)度平均值為37.57Kpa 高于西北堤工后抗剪強(qiáng)度平均值33.85Kpa，說明在真空預(yù)壓的各個工序中，對影響膜下真空度不利因素宜提前進(jìn)行分析，列出影響膜下真空度的各種可能，并在各道工序施工的過程中采取針對性的預(yù)防措施，盡可能地減少影響膜下真空度不利因素的出現(xiàn)，就能夠很好地提高真空預(yù)壓的效果和軟基土體的承載力。當(dāng)膜下真空度不利因素出現(xiàn)時(shí)，及時(shí)按預(yù)案采取修補(bǔ)措施，使膜下真空度恒定在設(shè)計(jì)值之上，才能保證不受到影響真空預(yù)壓效果。

表3

結(jié)束語

膜下真空度是真空預(yù)壓工藝處理軟土地基的最重要的參數(shù)指標(biāo)，對軟土地基的處理效果起著決定性作用，同時(shí)，影響膜下真空度的不利因素多種多樣，貫穿于真空預(yù)壓施工的所有工序中，而且同一因素發(fā)生頻次也不同。本文對各種不利因素發(fā)生的施工階段、產(chǎn)現(xiàn)的現(xiàn)象及發(fā)生的原因進(jìn)行了全面的剖析，提煉出了影響膜下真空度不利因素的種類、采取的預(yù)防和管控措施，有效地降低了各種不利因素發(fā)生的概率，保障了膜下真空度的恒定，對后續(xù)項(xiàng)目采用類似的工藝進(jìn)行軟基處理時(shí)，對施工工藝的改進(jìn)和優(yōu)化以及預(yù)防措施的采取和完善都起著積極的作用。