淺析陸域形成中堆載預(yù)壓設(shè)計(jì)實(shí)例

曾杰

摘 要：堆載預(yù)壓法是一種處理軟土地基方法，原理就是采用排水固結(jié)處理軟土地基。本文結(jié)合一個(gè)具體工程實(shí)例，簡(jiǎn)介堆載預(yù)壓法在陸域形成及地基處理上的施工技術(shù)要點(diǎn)，監(jiān)測(cè)和檢測(cè)要求，為地基處理設(shè)計(jì)提供的一個(gè)參考實(shí)例。

關(guān)鍵詞：地基處理 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn) 堆載預(yù)壓 施工效果

1.前言

碼頭建設(shè)對(duì)地基沉降的控制要求十分嚴(yán)格，尤其是在軟粘土地區(qū)，地基的沉降控制是保證碼頭安全建設(shè)和運(yùn)營(yíng)的關(guān)鍵之一。塑料排水板堆載預(yù)壓法處理完的地基承載力高、沉降量小、造價(jià)低，因而在軟粘土地基加固工程中得到廣泛應(yīng)用。

2.堆載預(yù)壓法原理

堆載預(yù)壓法（Stacking Preloading）是指利用堆載的方法，使土體中形成一個(gè)局部的負(fù)壓源，通過(guò)降低砂井或排水板中的孔隙水壓力而使土體中的孔隙水排出，從而增加有效應(yīng)力來(lái)壓密土體的地基加固方法。

3.工程概況

項(xiàng)目于廣東省珠海橫琴地區(qū)某碼頭的后方陸域形成、地基處理工程。根據(jù)地基處理工藝，結(jié)合場(chǎng)地原地面標(biāo)高，陸域形成與地基處理一并考慮。一期工程范圍陸域面積約10206m2，考慮回填邊坡放坡處理，地基處理工程總面積約12563m2，其中：堆載預(yù)壓A區(qū)11602m2，堆載預(yù)壓B區(qū)961m2。

陸域形成、地基處理主要施工內(nèi)容包括：場(chǎng)地平整及清表、鋪設(shè)砂墊層、插設(shè)塑料排水板、布置盲溝集水井、分層分級(jí)上載石屑、卸載石屑、監(jiān)測(cè)檢測(cè)等。

根據(jù)鉆探結(jié)果，勘察區(qū)上覆蓋層為人工填土層（陸域揭示）、第四系濱海相沉積層、河流沖積相沉積層和殘積層，主要為淤泥類土、粘性土等，下臥基巖為泥盆系泥質(zhì)粉砂巖和灰?guī)r，

本次地層的分類按《水運(yùn)工程巖土工程勘察規(guī)范》（JTS133-2013）進(jìn)行分層。

4.設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

（1）場(chǎng)地使用荷載：建筑地坪均布荷載均為10kpa；水平運(yùn)輸機(jī)械為空載行駛的16t輪胎吊、10t載重車、5t叉車，設(shè)計(jì)荷載采用軸載125kN，荷載等級(jí)為P1。

（2）設(shè)計(jì)標(biāo)高：場(chǎng)地使用標(biāo)高為+5.07m，地基處理交工標(biāo)高定為+4.47m （結(jié)構(gòu)層厚度為0.6m，當(dāng)?shù)乩碚撟畹统蔽?，下同）?/p>

（3）殘余沉降及地基承載力要求：使用期內(nèi)碼頭后方陸域殘余沉降≤30cm，交工面地基承載力不小于100 kpa。

5.地基處理

本工程原場(chǎng)地地面標(biāo)高較低，需回填成陸，考慮到地基處理采用堆載預(yù)壓，在原地面即可進(jìn)行地基處理。因此，陸域形成與地基處理一起考慮，地基處理上載過(guò)程，也是陸域形成過(guò)程。

結(jié)合場(chǎng)地平面布置圖，一期工程范圍陸域面積約10206m2，考慮回填邊坡放坡處理，地基處理工程總面積約12563m2，其中：堆載預(yù)壓A區(qū)11602 m2，堆載預(yù)壓B區(qū)961m2。

5.1地基處理技術(shù)要求

見(jiàn)表1。

5.2主要施工工藝及流程

地基處理A區(qū)（1）場(chǎng)地整平至標(biāo)高+1.07m；（2）鋪設(shè)0.5m厚中粗砂墊層（3）插設(shè)塑料排水板，布設(shè)排水盲溝和集水井；（4）分六級(jí)堆載石屑，分級(jí)厚度1.0m，堆載過(guò)程進(jìn)行分層分級(jí)碾壓，每50cm一層；（5）固結(jié)度達(dá)設(shè)計(jì)要求后卸載至標(biāo)高+4.47m；（6）采用20t振動(dòng)壓路機(jī)碾壓，直至無(wú)輪跡，達(dá)到壓實(shí)度在深度 0～80 cm范圍>93%，80～150cm范圍>90%要求為止，機(jī)械碾壓后整平至交工面標(biāo)高；（7）進(jìn)行加固效果檢測(cè)。

地基處理B區(qū)（1）場(chǎng)地整平至標(biāo)高+1.970m；（2）鋪設(shè)0.5m厚中粗砂墊層（3）插設(shè)塑料排水板，布設(shè)排水盲溝和集水井；（4）分兩級(jí)堆載石屑，分級(jí)厚度1.0m，堆載過(guò)程進(jìn)行分層分級(jí)碾壓，每50cm一層；（5）堆載過(guò)程補(bǔ)填石屑維持標(biāo)高4.470m至固結(jié)度達(dá)到95%；（6）采用20t振動(dòng)壓路機(jī)碾壓，直至無(wú)輪跡，達(dá)到壓實(shí)度在深度 0～80 cm范圍>93%，80～150cm范圍>90%要求為止，機(jī)械碾壓后整平至交工面標(biāo)高；（7）進(jìn)行加固效果檢測(cè)。

6.施工技術(shù)要求、材料要求及質(zhì)量檢驗(yàn)

6.1堆載預(yù)壓施工技術(shù)要求

（1）上載要求：堆載預(yù)壓施工過(guò)程按分級(jí)上載，每級(jí)厚度1.0m，堆載過(guò)程分層碾壓，分層厚度不大于50cm。

（2）排水系統(tǒng)：堆載預(yù)壓A區(qū)為排水板插設(shè)施工完畢之后，開(kāi)始沿場(chǎng)地長(zhǎng)邊方向布置排水碎石盲溝，盲溝形狀為倒梯形并用單位面積重量為200g/m2無(wú)紡?fù)凉げ及攲?0cm，底寬40cm，高50cm，底部低于砂墊層底部0.25m；沿盲溝延伸方向布置集水井，間距不大于50m，井管為鋼筋籠制作，外包鋼絲網(wǎng)和土工布，管底部低于盲溝底部0.5m。施工過(guò)程中應(yīng)及時(shí)抽排集水井中的水，并排至場(chǎng)地之外，集水井中積水深度不應(yīng)超過(guò)50cm；卸載后集水井采用石屑回填并密實(shí)，要求密實(shí)度達(dá)到93%。

堆載預(yù)壓B區(qū)為在堆載區(qū)域兩側(cè)開(kāi)挖排水溝，及時(shí)抽排水，施工過(guò)程中，需保證排水溝底低于砂墊層底0.3m。

（3）施工過(guò)程控制指標(biāo)

①堆載預(yù)壓采用厚度控制；②堆載料為外購(gòu)石屑，容重≥16.0kN/m3；③堆載過(guò)程加載控制標(biāo)準(zhǔn)：a）地面沉降標(biāo)日均沉降量小于15mm/d；b）水平位移觀測(cè)最大水平日位移量小于5mm/d；c）ΔU/ΔP≤60%（ΔU-孔隙水壓力增量，ΔP-荷載增量）；④卸載標(biāo)準(zhǔn)：a）按實(shí)測(cè)沉降曲線推算的固結(jié)度：固結(jié)度不小于90%；b）實(shí)測(cè)地面沉降速率連續(xù)10天平均沉降量不大于2mm/d。

6.2振動(dòng)碾壓施工技術(shù)要求

卸載后場(chǎng)地應(yīng)采用20噸的振動(dòng)壓路機(jī)振動(dòng)碾壓5～8遍處理，激振力不小于400kN。振動(dòng)壓路機(jī)的行進(jìn)速度在10～15km/h之間，震碾順序按“先兩邊，后中間”錯(cuò)輪進(jìn)行，輪痕覆蓋整個(gè)場(chǎng)地為一遍施工。如果因輪跡過(guò)深而影響機(jī)械行進(jìn)，可用平地機(jī)將場(chǎng)地整平后再進(jìn)行震動(dòng)碾壓。endprint

（1）排水砂墊層

排水砂墊層材料為中粗砂，含泥量<5%，滲透系數(shù)不小于5×10-3cm/ s。鋪前必須到砂源地取砂檢驗(yàn)。砂墊層厚度為0.5m，中粗砂墊層鋪設(shè)偏差要求-0.05～+0.05m，干密度不小于15kN/m3。砂墊層的檢測(cè)為10000m3檢測(cè)一次。

（2）塑料排水板

塑料排水板，其規(guī)格、質(zhì)量和排水性能要求必須符合《水運(yùn)工程塑料排水板應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》（JTS206—1-2009）的各項(xiàng)指標(biāo)規(guī)定。普通塑料排水板選用SPB-B型，所有塑料排水板必須采用新料。

（3）無(wú)紡?fù)凉げ?/p>

單位面積重量為150g/m2，縱向斷裂強(qiáng)度≥2.5kN/m；CBR頂破強(qiáng)力≥0.3kN；有效孔徑O95為0.07mm；滲透系數(shù)≥0.1cm/s；

單位面積重量為200g/m2，縱向斷裂強(qiáng)度≥4.5kN/m；CBR頂破強(qiáng)力≥0.6kN；有效孔徑O95為0.07mm；滲透系數(shù)≥0.1cm/s；

（4）堆載料

堆載料采用石屑，容重不小于 16kN/m3。

7.監(jiān)測(cè)及檢測(cè)

質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)及監(jiān)測(cè)檢測(cè)要求。為了控制地基處理施工過(guò)程中軟基的穩(wěn)定、減少工后沉降及差異沉降，必須要具有資質(zhì)的監(jiān)測(cè)單位制定詳細(xì)的監(jiān)控方案，借助相關(guān)儀器對(duì)施工過(guò)程中土體的應(yīng)力應(yīng)變及孔隙水壓力的變化進(jìn)行嚴(yán)密的監(jiān)控，以確保施工安全并科學(xué)的指導(dǎo)施工；施工結(jié)束后為確保能達(dá)到設(shè)計(jì)要求，還必須進(jìn)行相關(guān)的施工質(zhì)量檢測(cè)；

主要監(jiān)測(cè)及檢測(cè)項(xiàng)目：地表沉降盤、邊樁位移觀測(cè)、土體強(qiáng)度檢查（靜力觸探、取土孔、標(biāo)貫）。

（1）沉降標(biāo)觀測(cè)

沉降標(biāo)主要是觀測(cè)地表沉降和沉降速率，可控制加載速率。

（2）邊樁位移觀測(cè)

邊樁打設(shè)在護(hù)岸結(jié)構(gòu)頂部，通過(guò)位移監(jiān)測(cè)獲得水平位移讀數(shù)。

8.結(jié)束語(yǔ)

在經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的珠江三角洲地區(qū)，由于地質(zhì)原因的特殊性應(yīng)用堆載預(yù)壓法進(jìn)行地基處理的工程項(xiàng)目越來(lái)越多。隨著港口建設(shè)的日益增加，堆載預(yù)壓法在地基處理工程上的應(yīng)用也在更深入研究和不斷創(chuàng)新，對(duì)于深厚軟土層的地基處理像結(jié)合真空聯(lián)合堆載預(yù)壓法等對(duì)深厚軟土層的地基處理技術(shù)方法也越來(lái)越多地應(yīng)用在實(shí)際工程中去。

參考文獻(xiàn)：

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