论文部分内容阅读
摘要 本文以某滩涂围垦工程为例，对运用在该工程中真空预压软基处理技术的施工流程、施工工艺进行阐述，最后提出原位观测的措施，以及对结果进行检测的方法。
关键词 真空预压；软基；处理技术；滩涂围垦；实践
中图分类号：S967文献标识码： A
1．前言
在借助不透气膜这样的媒介，使用射流泵和埋设在垫层中的管道，抽出土体中的空气，然后保持了一个真空状态，因此产生负压，把软地基中的地下水通过砂井，或者是排水板垂直的从地表排出，通过上述工序压密地基。在加固软土地基的工程里，这无疑是一个非常有效的，通过实践获得验证的办法，因此被广泛的运用到工程当中。
本文以某某滩涂围垦工程为例，介绍真空预压在滩涂围垦工程软基处理中的应用，分析研究监测及加固效果，为该技术在滩涂围垦工程中的推广应用提供依据。
2．工程概况
某滩涂围垦工程地处某县城东北方向12㎞的东海岸，其建设用地有6.655km2，在这当中，道路网面积为0.696km2，护塘地、海堤以及护塘河占地多达0.806km2，工程回填面积为5.153km2。事实上，回填区工程当中涂面比较高的1.433km2土地选取的是土石回填，围区外侧涂面比较低的3.72km2土地选取吹填土回填。在这当中，有3.14km2吹填工业建设用地选用的方式是真空预压处理方法。
3．施工流程
在全面进行真空预压施工前，先进行现场施工试验，选定面积约为20000㎡的试验区进行现场真空预压试验，根据试验成果确定合理的施工技术参数，用来指导后期的全面施工。施工流程：测量放样→塑料排水板→安装监测设备→安装透水管→密封膜铺设→设置测量标志→安装真空泵→抽真空预压→卸载→质量检测，处理工艺图，见图1。
4．施工工艺
4.1塑料排水板打设
真空预压竖向排水通道比较好穿透浮泥区与吹淤造区域，为此，本工程垂直排水系统选取塑料排水板，确保塑料排水板之间的间隔始终是0.9m。
4.1.1工艺流程：桩位放样—移机就位—设置、安装塑料排水板—紧紧贴住管靴、连好桩尖并对准桩—施插导管直到设计标高—上拔导管—对排水板进行切割—进入到下一根板的施工阶段。
4.1.2施工手段：插板机要前往排水板插设区指定位置，然后人为地自插板机打设架顶把塑料排水板穿进排水套管中，并将套管底伸出来。紧接着，以锚靴把排水板固定于导管底部，安设好锚靴后，首先要让套管底与板位对准，然后以插板机自带的液压系统对打设架进行调节，让排水板套管与碎石和卵石混合垫层表层相互垂直，再以液压压力把套管压进涂面之下，插入深度要比设计深度深半米才可达到设计要求。待排水板套管插进至设计要求深度之后，以液压反向缓慢地拔出套管，且确保此时的套管底要比碎石和卵石混合垫层顶高半米。此外，在剪板过程中也应尽可能地防止毁损滤膜，确保剪口平整。当然，剪断的排水板也必须保证有20㎝的板头露出原地面。
4.2密封土工膜铺设
4.2.1加固区附近开挖压膜沟。压膜沟内外坡需确保没有砂料且地形平整，沟内回填的粘土也不得带有任何杂质，要分层压实粘土，因此压膜沟宜采取人工手段实施开挖。
4.2.2铺设密封膜。密封膜宜选用2层聚乙烯薄膜，且在加固区附近薄膜埋进半米深淤泥实施密封，并于真空预压密封膜表层覆水20mm。如此，既可防止阳光直接曝晒给密封膜以保护作用，取得良好的密封效果，又能增加预压荷载，也可作安全储备使用。
4.3滤水管安装
本工程滤水管选取的是φ50mm±1mm塑料软管，其通过工厂集中化生产、管体打孔以及外包透水滤布，成卷运至施工工地。但是，务必要注意：滤管与滤管连接件之间连接要紧密，连接长度不得低于一米。同时，二者在预压时能与地形变形相适应；滤管出膜的地方要有较好的密封成效。
4.4抽真空预压
4.4.1施工设备：7.5kw真空射流泵；
4.4.2安设设备：顺着加固单元附近均匀安设控制面积大致为1000m2的真空射流泵，在施工后期至少要抽取80%的真空设备进行检测；
4.4.3试抽气：时间应控制在4～10d内，对密封膜铺设、滤水管以及真空泵的安装是否合格进行检查；
4.4.4正常预压：一旦膜下真空度稳稳地高于80kpa，表明已步入真空预压工程的正常预压阶段，需抽3个月的真空。
4.5卸载标准
按实测沉降曲线计算出的加固完的地基承载力要超过55kPa；或地基土平均固结度至少为80%，或连续5～10d的平均沉降速率每天不超过2mm。
5．原位观测措施
在软粘土地基排水加固工程当中，现场监测至关重要。通过实施现场监测，可推导出软土在预压加固时及其之后的一系列变化规律，有利于地基处理效果的评析以及卸载时间的合理确定。此外，观测的资料也可作为施工指导与设计的健全的重要凭证。
5.1膜下真空度观测
观测设备：选用MCY型压阻真空测量仪和YZG型压阻真空度计传感器，测量范围：0.1～300kPa，观测精度±1kPa。
测点埋设:安装时采用插杆绑扎传感器，固定于膜下地表层上，传感器垂直或水平安放。观测导线从膜下穿出或埋于膜下土体中引出。
观测方法:在抽真空前，需及时量测膜下真空度与大气气压值，以此观测值作为初始值。施工过程观测采用直读法，将传感器导线与读数仪连接，开机读值。
5.2地表沉降观测
监测网布置：在施工区影响范围以外设立观测基准点，数量根据场区施工条件及实际地形地貌确定，一般不少于5个。基准点设在坚实土基上或深埋，要求引测方便。
测点埋设方法:测点采用沉降板观测标，采用300mm×300mm×10mm钢板作底板，中央焊接一根长1m～0．2m的钢管或钢筋，按设计位置在密封膜上铺设0.05m砂垫层并找平后放置沉降板，并在其上回填一定厚度的土袋，保证标点牢固稳定，埋设时需保证沉降板水平和沉降杆铅直，测杆露出水面0.30～0.50m以便观测．
观测方法：采用水准测量法，按三等精度要求施测．预压前进行三次观测，取平均值作为观测初始值。
5.3孔隙水压力观测
观测设备:选用4500型振弦式渗压计。
测点埋设:采用一孔多点埋设法，每个探头垂直间距2m。
观测方法:埋设后连续观测，当连续三天读数值变化小于2kPa时，取读数平均值作为实始值。
施工过程观测采用直读法，将孔隙水压力计的导线与读数仪连接，开机读值。当测读发现异常或不稳定时，应及时复测。
5.4地下水位观测
观测设备:采用测压管和电测水位计。
测点埋设:采用108mm钻具成孔，将测压管逐根连接放入孔内，直至达到预定深度，测压管周围回填中粗砂，填至孔口1.5m時，改用粘土封至孔口，待测压管埋设完毕后，采用清水洗孔。
观测方法:测压管埋设三个晴天后，连续进行三次观测取平均值定为初始值．采用电测水位计自孔口放入探头，显示到达水面时记录水位深度。
6．处理效果检测
软土地基加固处理完之后，应及时检测以地基承载力为主的地基处理成效，给工程竣工验收做好铺垫。
6.1静力触探试验
各加固区内平面上按75m×75m网格布置触探试验孔，根据qc、ƒs贯入曲线的线型特征，参照临近钻孔的分层资料划分土层，确定该区排水板长度；确定淤泥、含砂淤泥处理后的工程性状，辅助确定孔隙水压力。
6.2十字板剪切试验
各加固区内平面上按75m×75m网格布置十字板剪切试验孔，测出土的抗剪力矩，以确定土体抗剪强度和灵敏度。
6.3平板静载试验
单块加固区内随机布置3个载荷试验点，检测地基承载力是否满足设计要求。
6.4钻探取样
各加固区内平面上按75m×75m网格布置钻孔，并在不同深度取样进行室内试验。取样深度分别为0.3m、0.9m、1.5m、1.5m以下加固深度范围内每隔1m取一个样。
7．结束语
通过对某滩涂围垦工程的一系列实践过程，表明，真空预压软基处理技术能够节约投入资金，同时带来很好的处理效果，而且投入的工期短，施工工艺相对来说比较简单，所以其应用前景是不可限量的。
参考文献：
[1]朱强,黄志诚,邱学焦.大直径筒桩支挡结构失稳破坏原因分析与计算[J].勘察科学技术.2013(06)
[2]金守烽.填海造陆型堆场基层质量控制[J].中华民居(下旬刊).2014(02)
[3]王宇光,张鹏.港口软基处理中降低坏泵率的有效方法[J].中国水运.2014(02)
[4]张永宏,汤丽军,吴方华,王文宇,李明东.某堆场真空联合堆载预压技术研究[J].施工技术.2014(01)
作者简介：季文荣（1981.1-），男，工程师，大学本科，主要从事水利工程施工管理、运行等工作。
关键词 真空预压；软基；处理技术；滩涂围垦；实践
中图分类号：S967文献标识码： A
1．前言
在借助不透气膜这样的媒介，使用射流泵和埋设在垫层中的管道，抽出土体中的空气，然后保持了一个真空状态，因此产生负压，把软地基中的地下水通过砂井，或者是排水板垂直的从地表排出，通过上述工序压密地基。在加固软土地基的工程里，这无疑是一个非常有效的，通过实践获得验证的办法，因此被广泛的运用到工程当中。
本文以某某滩涂围垦工程为例，介绍真空预压在滩涂围垦工程软基处理中的应用，分析研究监测及加固效果，为该技术在滩涂围垦工程中的推广应用提供依据。
2．工程概况
某滩涂围垦工程地处某县城东北方向12㎞的东海岸，其建设用地有6.655km2，在这当中，道路网面积为0.696km2，护塘地、海堤以及护塘河占地多达0.806km2，工程回填面积为5.153km2。事实上，回填区工程当中涂面比较高的1.433km2土地选取的是土石回填，围区外侧涂面比较低的3.72km2土地选取吹填土回填。在这当中，有3.14km2吹填工业建设用地选用的方式是真空预压处理方法。
3．施工流程
在全面进行真空预压施工前，先进行现场施工试验，选定面积约为20000㎡的试验区进行现场真空预压试验，根据试验成果确定合理的施工技术参数，用来指导后期的全面施工。施工流程：测量放样→塑料排水板→安装监测设备→安装透水管→密封膜铺设→设置测量标志→安装真空泵→抽真空预压→卸载→质量检测，处理工艺图，见图1。
4．施工工艺
4.1塑料排水板打设
真空预压竖向排水通道比较好穿透浮泥区与吹淤造区域，为此，本工程垂直排水系统选取塑料排水板，确保塑料排水板之间的间隔始终是0.9m。
4.1.1工艺流程：桩位放样—移机就位—设置、安装塑料排水板—紧紧贴住管靴、连好桩尖并对准桩—施插导管直到设计标高—上拔导管—对排水板进行切割—进入到下一根板的施工阶段。
4.1.2施工手段：插板机要前往排水板插设区指定位置，然后人为地自插板机打设架顶把塑料排水板穿进排水套管中，并将套管底伸出来。紧接着，以锚靴把排水板固定于导管底部，安设好锚靴后，首先要让套管底与板位对准，然后以插板机自带的液压系统对打设架进行调节，让排水板套管与碎石和卵石混合垫层表层相互垂直，再以液压压力把套管压进涂面之下，插入深度要比设计深度深半米才可达到设计要求。待排水板套管插进至设计要求深度之后，以液压反向缓慢地拔出套管，且确保此时的套管底要比碎石和卵石混合垫层顶高半米。此外，在剪板过程中也应尽可能地防止毁损滤膜，确保剪口平整。当然，剪断的排水板也必须保证有20㎝的板头露出原地面。
4.2密封土工膜铺设
4.2.1加固区附近开挖压膜沟。压膜沟内外坡需确保没有砂料且地形平整，沟内回填的粘土也不得带有任何杂质，要分层压实粘土，因此压膜沟宜采取人工手段实施开挖。
4.2.2铺设密封膜。密封膜宜选用2层聚乙烯薄膜，且在加固区附近薄膜埋进半米深淤泥实施密封，并于真空预压密封膜表层覆水20mm。如此，既可防止阳光直接曝晒给密封膜以保护作用，取得良好的密封效果，又能增加预压荷载，也可作安全储备使用。
4.3滤水管安装
本工程滤水管选取的是φ50mm±1mm塑料软管，其通过工厂集中化生产、管体打孔以及外包透水滤布，成卷运至施工工地。但是，务必要注意：滤管与滤管连接件之间连接要紧密，连接长度不得低于一米。同时，二者在预压时能与地形变形相适应；滤管出膜的地方要有较好的密封成效。
4.4抽真空预压
4.4.1施工设备：7.5kw真空射流泵；
4.4.2安设设备：顺着加固单元附近均匀安设控制面积大致为1000m2的真空射流泵，在施工后期至少要抽取80%的真空设备进行检测；
4.4.3试抽气：时间应控制在4～10d内，对密封膜铺设、滤水管以及真空泵的安装是否合格进行检查；
4.4.4正常预压：一旦膜下真空度稳稳地高于80kpa，表明已步入真空预压工程的正常预压阶段，需抽3个月的真空。
4.5卸载标准
按实测沉降曲线计算出的加固完的地基承载力要超过55kPa；或地基土平均固结度至少为80%，或连续5～10d的平均沉降速率每天不超过2mm。
5．原位观测措施
在软粘土地基排水加固工程当中，现场监测至关重要。通过实施现场监测，可推导出软土在预压加固时及其之后的一系列变化规律，有利于地基处理效果的评析以及卸载时间的合理确定。此外，观测的资料也可作为施工指导与设计的健全的重要凭证。
5.1膜下真空度观测
观测设备：选用MCY型压阻真空测量仪和YZG型压阻真空度计传感器，测量范围：0.1～300kPa，观测精度±1kPa。
测点埋设:安装时采用插杆绑扎传感器，固定于膜下地表层上，传感器垂直或水平安放。观测导线从膜下穿出或埋于膜下土体中引出。
观测方法:在抽真空前，需及时量测膜下真空度与大气气压值，以此观测值作为初始值。施工过程观测采用直读法，将传感器导线与读数仪连接，开机读值。
5.2地表沉降观测
监测网布置：在施工区影响范围以外设立观测基准点，数量根据场区施工条件及实际地形地貌确定，一般不少于5个。基准点设在坚实土基上或深埋，要求引测方便。
测点埋设方法:测点采用沉降板观测标，采用300mm×300mm×10mm钢板作底板，中央焊接一根长1m～0．2m的钢管或钢筋，按设计位置在密封膜上铺设0.05m砂垫层并找平后放置沉降板，并在其上回填一定厚度的土袋，保证标点牢固稳定，埋设时需保证沉降板水平和沉降杆铅直，测杆露出水面0.30～0.50m以便观测．
观测方法：采用水准测量法，按三等精度要求施测．预压前进行三次观测，取平均值作为观测初始值。
5.3孔隙水压力观测
观测设备:选用4500型振弦式渗压计。
测点埋设:采用一孔多点埋设法，每个探头垂直间距2m。
观测方法:埋设后连续观测，当连续三天读数值变化小于2kPa时，取读数平均值作为实始值。
施工过程观测采用直读法，将孔隙水压力计的导线与读数仪连接，开机读值。当测读发现异常或不稳定时，应及时复测。
5.4地下水位观测
观测设备:采用测压管和电测水位计。
测点埋设:采用108mm钻具成孔，将测压管逐根连接放入孔内，直至达到预定深度，测压管周围回填中粗砂，填至孔口1.5m時，改用粘土封至孔口，待测压管埋设完毕后，采用清水洗孔。
观测方法:测压管埋设三个晴天后，连续进行三次观测取平均值定为初始值．采用电测水位计自孔口放入探头，显示到达水面时记录水位深度。
6．处理效果检测
软土地基加固处理完之后，应及时检测以地基承载力为主的地基处理成效，给工程竣工验收做好铺垫。
6.1静力触探试验
各加固区内平面上按75m×75m网格布置触探试验孔，根据qc、ƒs贯入曲线的线型特征，参照临近钻孔的分层资料划分土层，确定该区排水板长度；确定淤泥、含砂淤泥处理后的工程性状，辅助确定孔隙水压力。
6.2十字板剪切试验
各加固区内平面上按75m×75m网格布置十字板剪切试验孔，测出土的抗剪力矩，以确定土体抗剪强度和灵敏度。
6.3平板静载试验
单块加固区内随机布置3个载荷试验点，检测地基承载力是否满足设计要求。
6.4钻探取样
各加固区内平面上按75m×75m网格布置钻孔，并在不同深度取样进行室内试验。取样深度分别为0.3m、0.9m、1.5m、1.5m以下加固深度范围内每隔1m取一个样。
7．结束语
通过对某滩涂围垦工程的一系列实践过程，表明，真空预压软基处理技术能够节约投入资金，同时带来很好的处理效果，而且投入的工期短，施工工艺相对来说比较简单，所以其应用前景是不可限量的。
参考文献：
[1]朱强,黄志诚,邱学焦.大直径筒桩支挡结构失稳破坏原因分析与计算[J].勘察科学技术.2013(06)
[2]金守烽.填海造陆型堆场基层质量控制[J].中华民居(下旬刊).2014(02)
[3]王宇光,张鹏.港口软基处理中降低坏泵率的有效方法[J].中国水运.2014(02)
[4]张永宏,汤丽军,吴方华,王文宇,李明东.某堆场真空联合堆载预压技术研究[J].施工技术.2014(01)
作者简介：季文荣（1981.1-），男，工程师，大学本科，主要从事水利工程施工管理、运行等工作。