预压法在复杂地层软基处理中的应用
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施工技术与应用
预压法在复杂地层软基处理中的应用 曰隧四圈
摘要:预压法具有工艺成熟、造价相对低廉、处理效果好等优点,是应用较为广泛的一种深层软土地基处理方法。本文结合工程
实例,介绍堆载预压法和真空预压法相结合的方法在复杂地层软基处理中的应用。
关键词:真空预压堆载预压复杂地层软土地基处理
1、软土及其工程性质
软土一般是指天然含水量大、压缩性高、承载能力低的一种软塑到流塑
状态的粘性土,如淤泥、淤泥质土以及其它高压缩饱和粘性土、粉土等Ⅲ。我国
软土主要分布在沿海地区,如东海、黄海、渤海、南海等沿海地区,内陆平原及
一些山间洼地亦有分布 。
软土具有“三高一低”的特性,即高含水量、高孔隙比、高压缩性、承载力
低,且其土质均匀性差。在地层自重及道路、建筑等使用荷载的作用下慢慢固
结压缩,其表现为地面持续缓慢下沉,且多为不均匀沉降。软土地基下沉会对
道路、管线及建筑物的安全使用造成破坏,因此在软土地区,建构筑物施工之
前须进行地基处理。
对表层或浅层软土,通常采用垫层法、换填法、排挤法、表层排水法等方
法处理;对于厚层软土,通常采用预压法、复合地基法、桩基法进行处理。
2、预压法原理
预压法又称预压排水固结法,是根据土体固结理论及软土工程特性,在
建(构)筑物、道路、堤岸等未建造前,先对天然地基进行预压,使土体固结预先
基本完成,从而提高地基土承载力,减少地基沉降的一种方法。预压法具有工
艺成熟、造价相对低廉、处理效果好等优点,是应用较为广泛的一种深层软土
地基处理方法。
排水固结系统可分为排水系统和加压系统。其中排水系统又分为竖向排
水系统和水平排水系统,竖向排水系统根据其形式不同可分为砂井、袋装砂
井、塑料排水带等几种类型;水平排水系统通常为砂垫层,真空预约法中水平
排水系统还包括滤管。加压系统根据工艺不同可以分为直接堆载、真空预压、
降水预压、电渗排水等几种。预压法通过排水系统改善天然地基的排水条件,
再通过加压系统对地基土预先施加荷载,在两个系统相互作用下土体中孔隙
水排出,有效应力增加,土体产生固结。 工程中采用的预压法通常为堆载预压法和真空预压法。与能达到同一
加荷效果的堆载预压法相比,真空预压法更经济且能大大缩短工期 。但是
真空预压法实施时需要良好的隔气隔水措施,在地层中有透水性较好的砂
层且分布较为复杂时,采用真空预压法无法完全避免竖向排水系统与透水
层相连,处理效果会大打折扣,且有可能影响处理场地周围已有建构筑物的
安全。因此。复杂地层中往往采用堆载预压法和真空预压法相结合的方法进
行软基处理。
3、工程概况
某小区位于广东省广州南沙区下横沥大桥旁,用地面积约4.63万 ,场
地属珠江三角洲冲积平原。根据地质勘察报告,其地层自上而下可分为:第四
系耕土层、第四系海陆交互相沉积层、第四系残积层、震旦系花岗混合岩层。
第四系海陆交互相沉积层又可划分为淤泥层、粉质粘土层、粉砂层、淤泥
质粉质粘土层、细中砂层、中粗砂层、粉质粘土层。其中淤泥层分布广泛,呈灰
黑色,饱和、流塑,含较多有机质,有腥臭味,干燥后体积收缩较大,局部含粉
砂或夹薄层粉砂,厚度12.70~20.30m,平均厚度15.74m;粉砂层局部分布,灰
黑色,颗粒级配较差,较均匀;细中砂分别较广泛,灰白一土黄色,颗粒级配较
差,较均匀;中粗砂层局部分布,灰白一土黄色,颗粒级配较差,不均匀。工程地
质勘察报告揭示,该场地工程地质条件较差,且砂层分布较广泛,属复杂地层
软土地基。
4、预压法分区划分
在选择地基处理方案时根据场地地层条件,将该场地划分为A、B1、B2三 个区。其中A、B2区共2.82万 ,采用堆载预压法;B1区1.8l万 ,采用真空预
压法(分区图详附图1)。
图片1软基处理分区图
堆载预压区场地平整后先铺设0.5m砂垫层;然后打设正方形分布塑料排
水带,排水带间距1.0m,长度按照穿透淤泥层进入下卧层不小于0.5m,部分淤
泥层较厚的区域,按板长20m控制;然后布置排水设施;再分层堆载、碾压中
粗砂。本项目设计堆载厚度为4m,分两层堆载,每层2m分5次碾压,每次碾压
厚度为0.4m,压实厚度不小于90%,上一层堆载完成后间歇l5天再进行下一
层堆载,堆载预压期时间不少于3个月。
真空预压区场地平整后先铺设0.5m砂垫层;然后打设正方形分布塑料排
水带,排水带间距1.0m,长度宜穿透软土层但不进入下卧透水层,本项目按7m
控制;打设排水带的同时施打粘土搅拌桩密封墙,密封墙单排单桩,桩径
700mm、间距500ram(相邻桩搭接200mm),桩长为15m;然后埋设滤管及监测
设备;再铺设密封膜、安装真空泵,并试抽真空;真空度达80Kpa以上且保持l5
天后开始真空膜上敷水以保护密封膜并作为外加荷载;然后进入真空预压维
护期。在维护期须定期观察真空度,并进行地表沉降量、分层沉降量及孑L隙水
压力等数值测量。
在堆载预压区与真空预压区结合位置,打设3排水泥搅拌桩进行地基土
加强并作为堆载预压区围堰地基,水泥搅拌桩桩径700ram,桩距2m,梅花形
布置。
5、主要控制参数
堆载预压区在上一级荷载下地基士的强度增长至满足下一级荷载下地
基的稳定性要求时方可进入下一级堆载作业。施工中按照上一级荷载作用下
地面日均沉降量<15mm/d、水平位移观测最大日均位移量<5 mm/d、AU/AP ̄<
60%(AU一孑L隙水压力增量,AP一荷载增量)控制。
预压结束需同时满足以下要求:堆载预压区在维持设计堆填标高情况
下,实测地面沉降速率连续2个月日均沉降量 ̄<2mm/d;根据实测结果推算固
结度>9o%,工后25年残余沉降量不大于30cm。真空预压区在80kPa真空压力
下,实测地面沉降速率连续1O天不大于2mm/d,且按实测沉降曲线推算的固
结度≥90%。整个场地经软基处理后承载力不小于120kpa。
6、监测数据
本项目堆载预压处理A区于6月21日开始进行堆载,至11月30日卸载,累
计沉降量平均为977mm;堆载预压处理B2区:于6月18日开始进行堆载,至11
月30日卸载,累计沉降量平均为1051mm;真空预压处理B1区于6月13日开始
进行真空预压施工,至11月30日卸载,累计沉降量平均为1007mm(各区域沉
降观测曲线详附图2)。 (下转第361页)
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