黃驊港某項(xiàng)目真空預(yù)壓地基設(shè)計(jì)

何蔚華

摘? 要：本文就黃驊港某項(xiàng)目的陸域地基處理進(jìn)行分析，結(jié)合在真空預(yù)壓設(shè)計(jì)過(guò)程中遇到的難點(diǎn)和問(wèn)題，闡述真空預(yù)壓地基相關(guān)設(shè)計(jì)要點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：真空預(yù)壓;地基處理

一，項(xiàng)目概況

在區(qū)域經(jīng)濟(jì)走向協(xié)調(diào)發(fā)展的大格局下，京津冀都市圈發(fā)展納入國(guó)家戰(zhàn)略，并將成為繼長(zhǎng)三角、珠三角地區(qū)之后的“第三增長(zhǎng)極”。在信息經(jīng)濟(jì)條件下，現(xiàn)代物流在經(jīng)濟(jì)發(fā)展中愈來(lái)愈顯示出其重要作用和戰(zhàn)略地位，成為最具影響力的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行基礎(chǔ)和拉動(dòng)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的重要引擎。隨著滄州渤海新區(qū)的發(fā)展，未來(lái)該地區(qū)工業(yè)結(jié)構(gòu)升級(jí)和經(jīng)濟(jì)總量擴(kuò)張必將導(dǎo)致大宗原材料的進(jìn)口和產(chǎn)成品的外運(yùn)需求總量急劇膨脹。各類貨物的流通需求量將日益增加，但目前煤炭港區(qū)后方倉(cāng)儲(chǔ)庫(kù)區(qū)堆場(chǎng)有限，庫(kù)區(qū)的儲(chǔ)運(yùn)能力已無(wú)法滿足需求。為滿足今后巨大的吞吐量增長(zhǎng)，急需進(jìn)行本項(xiàng)目的建設(shè)。

該項(xiàng)目地基處理區(qū)域原為海域，2008年修建圍堤形成封閉區(qū)域，后由疏浚煤炭港區(qū)航道吹填形成陸域，并經(jīng)晾曬1年多，泥面標(biāo)高在1.9～3.7m（85國(guó)家高程系統(tǒng)，下同）。項(xiàng)目總占地46.95萬(wàn)㎡，包括雜貨物流區(qū)和原油物流區(qū)兩個(gè)物流區(qū)。

二，地基處理設(shè)計(jì)

1.地質(zhì)條件分析

根據(jù)地質(zhì)勘察資料分析，場(chǎng)地表層主要有②1淤泥質(zhì)黏土：灰色，飽和，流塑，具高壓縮性，土質(zhì)較均勻;②2粉土：灰色，很濕-濕，稍密-中密，土質(zhì)較均勻，含少量貝殼碎片，局部相變?yōu)榉圪|(zhì)黏土;②3淤泥質(zhì)黏土：灰色，飽和，流塑，具高壓縮性，土質(zhì)較均勻。這幾層土厚度大、含水率高、強(qiáng)度較低、壓縮性高、土體指標(biāo)差，必須進(jìn)行加固處理，方能滿足場(chǎng)區(qū)的穩(wěn)定及使用要求。

2.地基處理方案選取

本工程地基處理的主要土層為吹填土和原狀的淤泥質(zhì)黏土，通常對(duì)于這類厚度大、含水率高、強(qiáng)度較低、壓縮性高的軟弱土層，其地基處理方式主要有復(fù)合地基法及排水固結(jié)法。從本工程的地質(zhì)條件分析，排水固結(jié)法是較為經(jīng)濟(jì)合理的地基處理方法。

排水固結(jié)法是通過(guò)打設(shè)塑料排水板或砂井，形成豎向排水通道，施加外部荷載，使天然土體發(fā)生固結(jié)的方法。根據(jù)加載方式不同，傳統(tǒng)的排水固結(jié)法主要為堆載預(yù)壓法、真空預(yù)壓法及真空聯(lián)合堆載預(yù)壓法。該方法用于軟基加固時(shí)具有造價(jià)低、加固效果好、施工工藝成熟等特點(diǎn)。真空預(yù)壓法無(wú)需堆載填料，在排水通道上鋪設(shè)不透氣密封膜形成不透氣層，通過(guò)抽真空形成負(fù)壓，對(duì)軟土層產(chǎn)生附加應(yīng)力，使土體得以固結(jié)。預(yù)壓荷載施工時(shí)無(wú)須控制加荷速率，荷載可一次快速施加，速度快、工期短;施工中無(wú)噪音、無(wú)振動(dòng)、不污染環(huán)境。對(duì)于堆載材料缺乏的項(xiàng)目，更能顯出該法的優(yōu)越性。采用該方法處理后的地基承載力提高幅度不大，通常在80kPa左右。若真空預(yù)壓效果達(dá)不到設(shè)計(jì)要求時(shí)，可采用真空聯(lián)合堆載預(yù)壓法，兩者的加固效果可疊加。

由于本工程的地基處理面積大，軟土層厚度大，壓縮性高，強(qiáng)度較低，采用真空預(yù)壓法即可滿足本工程地基承載力80kPa的使用要求，而且該方法在黃驊港的其他工程中已獲得廣泛應(yīng)用，加固效果良好，施工工藝成熟。因此本工程地基處理采用真空預(yù)壓法。

3.設(shè)計(jì)過(guò)程中的難點(diǎn)和問(wèn)題及解決方案

加固土層范圍內(nèi)的②2粉土為透水透氣層，且其埋藏深度較深。本項(xiàng)目真空預(yù)壓分區(qū)面積為25000㎡左右，若每個(gè)分區(qū)邊界均設(shè)置黏土密封墻，將大量增加黏土密封墻工程量，進(jìn)而影響工程投資和建設(shè)工期。本次設(shè)計(jì)將每4個(gè)或5個(gè)相鄰的小分區(qū)周圍設(shè)置黏土密封墻，黏土密封墻形成的封閉區(qū)域內(nèi)各分區(qū)真空預(yù)壓工作同步進(jìn)行，如此便解決了小區(qū)域內(nèi)透水透氣層漏水和漏氣的問(wèn)題。對(duì)于軟土層下方的透水層，本工程將排水板打設(shè)深度至透水層上方1m，從而形成底部封閉。

本工程陸域海側(cè)邊界為斜坡式護(hù)岸結(jié)構(gòu)，填料空隙大，易產(chǎn)生漏氣現(xiàn)象，采用真空預(yù)壓處理難度大，處理效果達(dá)不到預(yù)期效果，因此采用堆載預(yù)壓法進(jìn)行處理。

處理區(qū)北側(cè)邊緣處建有油品管架，，故自管架以南20m范圍內(nèi)采用換填法進(jìn)行處理。

4.真空預(yù)壓方案

本工程真空預(yù)壓法區(qū)處理面積為39.77萬(wàn)㎡。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)踏勘，吹填區(qū)內(nèi)存有積水，因此施工前需將積水排空，然后對(duì)淤泥表面進(jìn)行處理。表面依次鋪設(shè)1層編織布，2層荊芭，1層土工布進(jìn)行處理，以增加土體表面承載力和抗拉力。再推填素填土找平以形成工作墊層。在工作墊層上鋪設(shè)0.4m厚的中粗砂墊層形成水平排水通道，垂直排水通道采用塑料排水板，間距1.0m，按正方形布置，排水板插入淤泥質(zhì)黏土層，并距離③1粉土層頂面1.0m。排水板深度根據(jù)各處理分區(qū)的土層分布情況綜合確定。排水板上部鋪設(shè)密封性好，韌性、抗老化性能及抗穿刺能力強(qiáng)的專用密封膜，每個(gè)區(qū)的密封膜面積應(yīng)大于處理面積。真空預(yù)壓區(qū)邊界處采用密封墻進(jìn)行密封處理，區(qū)塊間采用密封壓膜溝。密封壓膜溝必須切斷透水層，進(jìn)入不透氣土層深度約1.0m。密封墻進(jìn)入原泥面至②2粉土層以下不少于1.0m。密封墻采用雙排泥漿攪拌樁，攪拌樁直徑為700mm，搭接寬度200mm。密封壓膜溝用粘土換填并壓實(shí)，壓實(shí)度不小于90%。每個(gè)小區(qū)塊按約800～1000㎡一套均布7.5kW真空射流泵，主干管間距25m左右，濾管間距4m左右，均采用直徑63mm軟式濾管。

真空預(yù)壓處理區(qū)要求膜下真空度應(yīng)穩(wěn)定地保持在85kPa以上，且均勻分布。要求穩(wěn)定抽氣72小時(shí)后可開(kāi)始計(jì)時(shí)，并轉(zhuǎn)入正常抽真空階段，有效滿載預(yù)壓時(shí)間不低于90天。根據(jù)沉降—時(shí)間曲線推算固結(jié)度，處理后地基土的平均固結(jié)度大于85%以上方可卸載。滿足卸載標(biāo)準(zhǔn)后，停止抽氣并將真空預(yù)壓區(qū)膜上覆水排出。卸載后補(bǔ)填，再采用自振動(dòng)壓路機(jī)碾壓后，場(chǎng)地平整至交工標(biāo)高。

三、結(jié)語(yǔ)

通過(guò)本項(xiàng)目的真空預(yù)壓設(shè)計(jì)，體現(xiàn)了常規(guī)真空預(yù)壓軟土地基處理設(shè)計(jì)過(guò)程中經(jīng)常遇到的重難點(diǎn)，主要有：1）真空預(yù)壓主要適用于以黏性土為主的軟土地基;2）同時(shí)作業(yè)的抽真空區(qū)域要確保形成密閉條件，主要體現(xiàn)在，排水板不得穿過(guò)黏性土層到達(dá)透水層，四周黏土密封墻需要穿透處理土層范圍內(nèi)的透氣透水夾層;3）真空預(yù)壓處理區(qū)外圍區(qū)域應(yīng)視現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況采用換填、堆載預(yù)壓等其他地基處理方式。

參考文獻(xiàn)：

[1]中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn).GB/T 51064-2015 吹填土地基處理技術(shù)規(guī)范. 北京：中國(guó)計(jì)劃出版社，2015