真空预压联合低能级强夯地基处理施工工艺

周 俐 慧

(山西建筑工程有限公司,山西 太原 030001)

中化泉州100万t/年乙烯及炼油改扩建项目主厂区场地1号区地基预处理工程。本工程由于场地为新近吹淤造陆，且濒临海岸，地质条件复杂，土层物理力学性能较差，因此必须对软弱地基进行处理后才能进行厂区建设。地基处理工程采取真空预压联合低能级强夯施工工艺。

1 施工工艺要点

场区平整→施工放线→排水板施工→密封系统施工→抽真空预压→监测系统施工→卸载检测。

2 真空预压施工方法

2.1 施工准备

2.1.1工程测量、放线

查对复核业主测量基准点(线)水准基点等标志和有关测量资料及数据的准确性。补充施工需要的水准点，测定边线和转角的位置；在施工过程中，测定并检查施工部分的位置和标高。

2.1.2场地整平、清理

清理施工场地内的地表水和地面浮淤、种植土以及杂草树根，并按设计要求进行场地平整。

2.2 排水系统的施工

2.2.1砂垫层施工

水平向排水系统布设在砂垫层中，含泥量小于5%，干密度不小于15 kN/m3渗透系数满足不小于1×10-2cm/s。

2.2.2塑料排水板施工

塑料排水板施工工艺是真空预压中的关键工序，直接关系到真空预压的效果，须严格控制，排水板间距为1.2 m，正三角形布置，深度12 m。

1)桩位平面布置图用GPS放出排水板板位并作出标记。

2)插板机进场定位，机上必须设有人工操作的平衡调整装置，以保证插板机的垂直度。管头对准板位，其偏差应控制在±30 mm范围内。采取带刻度(20 cm分刻度)的塑料排水板和塑料排水板施工长度自动记录仪等措施，开机打插套管至设计标高。

3)提升套管至砂层面以上0.5 m。回带长度超过500 mm，应在板位旁450 mm内补打一板。

4)剪断塑料排水板，并露出砂层面以上的长度一般不少于300 mm。将排水板头周围带出的淤泥清除，并将其埋入砂垫层中，以保证排水板的排水效果。

5)及时清理套管带出的淤泥，并用干净的砂砾回填留下的洞穴，并将插板机移至下一桩位。

6)埋设监测原位观测仪器：排水板插打完成后无纺布铺设前，施工与监测密切配合，应按照图纸上设计位置及时埋设监测仪器，保证排水板施工完毕后监测仪器埋设完毕并做好仪器的保护工作。

2.2.3水平排水管网施工

在砂垫层中间埋设鱼刺状滤水管，且将其布置成回路；滤水管上应覆盖200 mm厚左右的砂层。在真空负压作用下，能够使土体中的孔隙水经排水板流入滤水管，再由主管汇聚，然后集中排出。

真空预压主管及滤管均采用φ63波纹管排水管网，滤管管网间距为6 m通长布置，主管间距为50 m，严禁将取气端埋入滤管或主管内。

2.3 密封系统的施工

2.3.1垂直向密封系统施工

清理现场→开槽→拌合机就位→密封墙试验施工→正式施工→试验→检验→竣工。

根据设计要求设置合理的搭接宽度。施工前对拌合墙中心线(或边线)放线，使拌合机送浆管头正对中心线拌合，每隔10 m布置1个控制桩。移搅拌机定位进行施工拌合，每次移机前根据轴线做好标记定位，误差在±50 mm范围内。桩架倾斜度不大于1.5%，桩位平面误差不大于70 mm。

淤泥密封墙为双排淤泥搅拌桩，采用搅头为直径700 mm的搅刀，施搅后可形成宽700 mm，长1 200 mm的“8”字形，施工双排密封墙按“888”进行排列，长度方向每根桩彼此搭接200 mm。穿透透水层并进入不透水层顶面标高以下。

2.3.2密封沟施工

本工程密封沟设计为1 m，但不能埋在填土层中，沟壁要平整、薄膜埋入沟底、沟内用粘土回填密实。回填粘土要湿润，并用人工踩实。确保密封系统不漏气，经验查确认没有漏气后，方能向沟内覆水。

2.4 抽真空系统

2.4.1滤管铺设

抽真空管路埋于砂垫层顶面下约200 mm深，膜下真空度观测表取气点需布置在两滤管平行距离的中间，位置靠加固区边的部位且离开加固区边界不小于5 m。

2.4.2挖压膜沟

在铺设密封膜的加固区四周开挖压膜沟，沟槽边坡宜为2∶1。将薄膜的周边放入沟槽内，用粘土填筑高度高出砂垫层顶面0.8 m。压膜沟保证密封不漏气。

2.4.3安装射流泵

真空射流泵单机功率7.5 kW，在进气孔封闭状态下，真空压力不小于95 kPa，按1 000 m2/台布设。应注意检查真空主管出膜装置的密封性，排水管与真空主管采用胶管软连接并用铅丝拧紧，确保连接处不漏气。

2.4.4真空抽气

安装好真空泵系统(将水泵、水箱、闸阀、截止阀、出膜口连接好)，将电路接通后，空载调试真空射流泵。在膜面上、压膜沟处仔细检查有无漏气情况，发现后及时补好。将抽真空设备与主排水管路连接，并进行试抽真空。

开始阶段，严格控制真空度加载速率，为防止大范围吸扁滤管及对加固区周围土体造成瞬间破坏，形成土柱。可先开启少数真空泵。当真空度达到50 kPa～60 kPa、经检查无漏气现象后，开始膜面蓄水，保持该真空度的条件下抽1周～2周，使吹填土有形成一定的固结度，再开足100%的泵，将膜下真空度提高到85 kPa。

根据设计要求，保证真空预压加固区膜下真空度不小于85 kPa，并连续抽真空不小于60 d，如满足加固要求的固结度，即可卸载并停止抽真空。卸载后，应挖除密封沟内软土进行换填或晾晒，然后回填密封沟并平整压实。

2.5 监测

2.5.1表层沉降观测

此项目贯穿真空预压、表层强夯及振动碾压过程，沉降标每3 000 m2布置一个。

沉降杆采用自制规格为0.8 m×0.8 m厚10 mm钢质沉降板，沉降板中心垂直焊接φ48钢管、φ12螺纹钢支架稳固。振动碾压平整施工完毕后，复测完工后交工场地标高。

2.5.2地层中孔隙水压力监测

观测频率为真空预压期间为恒载前每天1次，当真空度稳定后每2 d观测一次，特殊情况可加密观测。满夯及振动碾压期间每天1次。

2.5.3分层(深层)沉降监测

观测频率为恒载前每天1次，当真空度稳定后每2 d观测一次，特殊情况可加密观测。

2.5.4水平位移观测

为保证东侧已建厂区的稳定性及正常生产，在场区东侧区域外距场区1倍～1.5倍处理深度影响范围内按50 m～100 m间距布置1个侧向位移观测点，观测频率为每2 d观测一次，特殊情况可加密观测。

同时对于设备运转情况、供电情况及其他与真空预压有关的施工情况均要进行严格详细记录。

3 低能级满夯施工工艺

场地整理及推平→低能级满夯施工→场地推平→交工面振动碾压→夯后检测→评价验收。

低能级满夯施工要求:

1)场地清理、平整。真空预压设备拆除后，对场地内凹凸不平、高差较大处再次平整，保证满夯作业。

2)满夯。夯点施工完毕进行两遍满夯，满夯单击能为800 kN·m，每点2击，1/4锤印搭接。

3)振动碾压。满夯完、重新平整场地后进行振动碾压，采用15 t振动压路机碾压，每遍碾压轮印搭接1/2，最后一次振动压实应没有明显轮印。水平碾压3遍，垂直碾压3遍，共6遍，碾压的含水量要求是满足最优含水量要求。

4 结语

真空预压施工用时90 d，并在后续低能级强夯处理后，地基承载力特征值达到126 kPa≥120 kPa，达到设计要求。为解决吹填地区地下水埋藏浅、地下水丰富、地基承载力极低的流塑状淤泥地基土的地基处理问题做出一定贡献。