[覆水堆载预压法地基处理的应用] 真空预压地基处理
时间：2019-04-09 03:18:04 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
摘要：介绍塑料排水板堆载预压排水固结法地基处理的施工情况，以及施工过程的监测情况，为淤泥区的地基处理确定了较为合理的施工方案。 关键词：覆水堆载预压；施工参数；施工监测
Abstract: Introduction of plastic drain preloading drainage consolidation method of the construction of the foundation treatment, and the construction of monitoring situation, the foundation treatment for silt determine the reasonable construction plan.
Key words: Water by preloading; Construction parameters; Construction monitoring
中图分类号：TU4文献标识码：A 文章编号：
1 工程概况
董家口临港产业起步区横河东路工程按照勘察资料，道路全线均为不良软土路基，淤泥层平均9米多深，最深处达13米，地基处理工程量大、难度高，易产生不均匀沉降。为保证工程质量，建设公司通过科学论证，提出“覆水堆载预压”的新施工方案。该方案通过在软路基内打设塑料排水板，铺密封膜进行覆水预压，使路基中的孔隙水排出，土体逐渐固结，承载力逐步提高，进而达到道路使用要求。该方案可不分软土厚度，全线采取统一处理方式，大幅降低地基处理造价。经测算，在保证工程质量的前提下，与原施工方案相比，节约投资4000多万元，施工成本降低比率为43%。
2 堆水预压法施工
2.1施工工艺流程
吹填路基回填风化砂→铺筑砂垫层→打设塑料排水板→铺筑围堰→排水盲沟施工→铺设聚氯乙烯薄膜→安装监测设备→注水加载→卸载。
2.2吹填路基回填风化砂
为保证道路基础上层的路基有好的压实效果，本工程在地基处理前先对原吹填区域进行路基回填施工。根据测算地基处理完成后的平均沉降量约为20cm左右，因此确定回填高度高于设计路基标高20cm，地基处理完成后对路基进行简单处理即可以进行上层施工。
本工程全线为新近吹填土，地基较软，风化砂回填量大，道路线路长，且只有两个入口可以到达道路施工区域，因此在施工中我们采用小型四轮车倒运回填土方，施工效率大大提高。
2.3铺筑围堰
围堰设计为采用编织袋装粘土砌筑，下部尺寸为3.0米，上部为1.5米，高度2.0米。根据现场实际情况，考虑后期部分区域路基需要回填风化砂以及工期等因素，将围堰变更为直接采用风化砂进行铺筑，使用机械代替人工，节约了成本且提高了效率。
2.4排水盲沟施工
盲沟沟槽开挖采用人工挖方的方法。开挖过程中应注意沟槽的坡度、断面尺寸、深度。
碎石铺设，先在盲沟底部铺设一层土工布，碎石铺设完成后，用土工布将碎石包裹严密。碎石采用连续级配材料，粒径不大于50mm，含泥量不超过5%，含砂量不超过4%，碎石铺设采用人工铺设方法，人工铺设的外观整齐顺直，平面几何尺寸应满足规范和设计要求。
2.5铺设聚氯乙烯薄膜
密封膜采用厚度为0.12-0.16mm高压聚氯乙烯膜，在专业加工厂热合而成。人工铺设时先从上风向向下风向伸展，加固区四周余留量应基本一致。每块施工区域铺设三层密封膜，每铺一层，均由专人检查，若有孔洞，及时粘补。在围堰内侧把膜铺平，薄膜过长时可将其剪到合适长度，外铺于外侧坡上密封膜铺出围堰体2米，防止雨水对堰体冲刷，影响稳固，铺设完后，在围堰上铺设砂袋，将铺好的膜边压住。见图2-1。
2.6安装监测设备
为及时了解和掌握软基处理过程情况与最终效果，控制加载速率，确保软基处理的顺利完成，对预压施工进行全过程现场监测。
监测项目共有以下5个：
（1）孔隙水压力监测：监测孔隙水压力的变化，以便了解塑料排水板排水情况，推测土体的固结度。
（2）深层水平位移监测：监测在加载中深层软土侧向挤出及滑动情况，控制加载速率，监测深层软土大面积蠕动对塑料排水板的影响程度。
（3）深层沉降监测：了解深层软土沉降，掌握不同地层的差异沉降量。
（4）地表水平位移：监测地表水平方向的蠕变位移。控制加载速率。
（5）地面沉降监测：监测其沉降速率，控制加载速率，掌握整个场地预压后的总体沉降情况及总体平均沉降量，了解软土固结程度；了解卸载后的地表反弹情况。
2.7注水加载
布设好各种仪器后，用水泵往围堰内抽水，进行水荷载预压。抽水分级进行，第一级加载高度为0.5米，根据加载过程观测，缓慢进行抽水，防止过大扰动，造成软土地基失稳，剪切破坏，待观测和检测单位确定稳定后逐级进行后几级堆载，堆载每级加载的高度为0.5米。堆水共堆高1.5米。
2.8卸载
卸载标准按照处理后软基表层土质固结度不小于95%；连续10天实测沉降速率不大于1.0mm/天进行。本工程共四个区域，最长压载时间为160天，即达到卸载要求。卸载采用抽水方式，沉淀后，排入横河中，以免污染周边的农田。移走密封膜及清理干净路基上的杂物，至此卸载完成。
3 施工注意事项
（1）禁止在水荷载预压段100m范围内进行其他施工，防止施工震动对围堰坝体造成损害。
（2）密封膜铺设时不得拉紧，中间及纵横向两侧各留50cm长,以防止地基沉降将膜拉裂。
（3）围堰中的沉降杆，要保证稳固，以防被风吹倒，影响沉降观测的连续性。同时要方便沉降观测。埋设沉降观测点时要注意保护密封膜不受损坏。
（4）抽水加载预压时，第一次加水量控制在20cm左右，检查密封膜不会渗漏后，按级加水。按照沉降观测值严格控制加水量，每级最大不超过50cm。在加载期间时，要严格加强路基的沉降观测。
（5）由于路基加载等载预压时间较长，跨越雨季大风季节，因此围堰外侧要用塑料薄膜覆盖，防止雨水对围堰的冲刷，影响围堰安全。
（6）为防止风浪的破坏，需要平均每80米设围堰，将施工段划分为小的区域。
4 施工监测
通过对现场监测可以形成覆水预压加固软土地基的信息化施工，监测数据在验证覆水预压机理的同时可以对设计参数进行调整，确保工程质量和安全，评价软基处理加固效果；现场监测可以了解施工过程中的软基强度、变形和不同时期土的性质变化情况，控制填筑速率和判断软基的稳定性，通过分析现场监测数据分析计算地基的固结度，控制软基处理的工后沉降。
本工程现场监测主要包括：表面沉降观测、深层分层沉降观测、深层水平位移观测、表面水平位移观测、孔隙水压力观测等。
覆水预压开始后每3天观测一次，一月后每7天观测一次，以后按照观测数据情况，增减观测密度。
本工程施工一区施工进展较顺利，本次主要分析一区监测的结果。
4.1表面沉降观测
本区域最大沉降量为214.8mm，最小沉降量为112mm，平均沉降175.7mm
监测结果见图4-1。
4.2孔隙水压力
孔压在覆水初期呈现上升趋势，因为孔隙水排出需要一个过程。随着覆水预压的进行，超孔隙水排出，超孔隙水压力也随之消散。
监测结果见图4-2。
4.3分层沉降
在密封膜下2m、4m、6m、8m深度处安设四个磁环，用来观测不同土层沉降变化情况。
监测结果见图4-3。
4.4深层水平位移
在道路的东西两侧各埋设一根测斜管，用来观测加固区周边土体不同深度处水平位移情况。数据显示：东西两侧土体均发生了指向加固区外的水平位移，但位移量不大，主要原因为覆水压力不大。监测结果见图4-4。
4.5边桩水平位移
在区域的东西两侧各埋设4根边桩，用来观测加固区周边土体表面处水平位移情况。开始时随着覆水预压的进行，左右两侧土体产生指向加固区外的水平位移，通过曲线发现，随着覆水预压的进行，边桩的位移不断增加，最后趋于稳定。监测结果见图4-5。
通过各项观测指标分析，各项指标基本符合覆水预压的原理。土体的沉降较明显，由于土层分布的不均匀性，各土层沉降存在差异。土体的固结变形主要发生在砂垫层下4米的软土层。在覆水预压过程中，随着土体中水和气逐渐排出，土体孔隙水压力逐渐消散；从测斜及边桩检测数据看，加固区东西两侧土体均发生了指向加固区外的水平位移，符合覆水预压规律。
5 结语
（1）、采用覆水预压法加固软土地基，各区段产生相应的沉降，处理效果较好，且覆水预压便于卸载与加载，利于缩短工期。
（2）、从观测的数据看，加固过程各项指标变化趋势基本符合覆水预压的加固机理。
（3）、覆水预压在公路软基处理时，地基土的孔隙水加速排出缩短了固结时间，提高了加固效果，加固效果较明显。
（4）、软基处理工程采用覆水预压法进行处理时，只要控制好施工进度，不会产生稳定问题。
（5）、覆水预压法造价低，施工管理和质量检验简单易行。
（6）、有利于环保，预压处理后的水经过简单处理后即可排入河中，减少对环境的污染。
作者简介：李伟，男，1979年8月，本科，工程师，建筑工程专业。
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
