塑料排水板真空联合堆载预压软基处理沉降监测分析

龙浪波

(中铁四院集团广州设计院有限公司, 广东广州 510060)

塑料排水板真空联合堆载预压软基处理沉降监测分析

龙浪波

(中铁四院集团广州设计院有限公司, 广东广州 510060)

随着铁路的发展，在港口、海滨修建铁路已成为一种趋势，文章首先介绍了真空联合堆载的软基处理的原理，并结合珠海高栏港疏港铁路专用线一期工程实例，基于笔者长期现场软基沉降监测数据，采用目前认为比较有效的分析方法—双曲线法，对加固后的软土地基沉降进行预测，推算出了地基的固结度及最终沉降量，得出该地基处理方法在软基处理中的加固效果较好，能达到设计要求，同时给施工单位提出了相应的施工建议[2]。

软基处理； 真空联合堆载预压； 双曲线法； 沉降预测

塑料排水板真空联合堆载预压软基处理技术，是在真空预压法基础上所发展起来，由于单真空预压或者堆载预压，有时无法满足设计要求的沉降标准及固结度，于是出现了真空联合堆载预压方法，它的主要原理是利用真空滤管及真空射流泵等设备，抽真空使地基中生成不小于85 kPa的真空压力，使土体孔隙中的水分及空气排出，同时通过进一步的堆载加压的方法，加速土体沉降并得到相应的固结度；塑料排水板则是在土中形成竖向排水通道，同时通过铺设砂垫层形成水平向的排水通道，将饱和软土中的孔隙水排出，加速地基土的固结沉降，从而达到提高软土地基强度的目的[3]。

1 工程概述

1.1 地形地貌

拟建工程新建铁路高栏港疏港铁路专用线一期工程位于珠海市高栏港，起于广珠铁路高栏港站附近，终于高栏岛，场地现状为沿海滩涂，地势较为平坦，较大片的滩涂平原集中在南水岛的北部，岛屿海岸曲折，海港、海湾较多，场地大部分地区为围垦造地形成。

1.2 地层岩性

根据工程地质勘察资料，场地范围内地表均被第四系土层覆盖，未见基岩露头，其主要土层特征自上而下分别为:

(1)淤泥(2-1)：深灰、灰黑色，流塑，含少量有机质，局部见贝壳等物，有腥臭味。层厚12.40～18.00 m;

(2)(2-3)淤泥质黏土：深灰、灰黑色，流塑，含少量有机质，局部见贝壳等物，有腥臭味。层厚4.90～7.00 m；

(3)(5-1)粉质黏土：黄褐色，灰褐色，软塑，主要成份为黏粒、粉粒，含砂粒，呈带状分布。层厚2.20～5.60 m；

(4)(6-1)中砂：深灰色，饱和，中密，主要颗粒成份为石英，含少量淤泥质及黏性土，分选较好。层厚0.80～12.30 m。

1.3 设计情况

该工程均采用了塑料排水板真空联合堆载预压技术处理，塑料排水板采用SPB-C型或以上型号。塑料排水板间距为1.1 m，梅花形布置，板长要求穿过上部软土层至下部相对硬层，但应注意局部地段不应穿至下部粉砂层，板长18～25 m，设0.7 m厚砂砾石垫层，中间再铺设一层土工格栅，真空联合堆载预压分区单元采用密封墙封闭，密封墙采用泥浆搅拌桩，双排桩结构，单桩桩径0.5 m，桩长5 m，桩间咬合15 cm，形成连续的墙状结构。施工机械采用搅拌桩机，以膨润土造浆为材料。

本段路基主要为站场路基，设计要求：软土地基工后沉降不大于30 cm，加固土层要求达到的平均固结度大于85 %，加固区的沉降值连续10 d实测沉降速度不大于2 mm/d，考虑列车荷载时路基最小稳定系数按不小于1.10进行设计。

2 沉降监测及分析

为监控施工质量，评价加固效果，本段设计了大量的观测项目，包括：表层沉降监测、孔隙水压力监测、分层沉降监测等。

施工期间，进行了近8个月的沉降监测，监测频率为: 在抽真空及联合堆载路基填筑施工期间每2 d观测1次(同时满足每填筑一层应观测1次)，沉降量突变时2～3次/d，自2013年4月10日铺膜完成进行地表沉降测量，沉降观测工作自2013年4月10日开始，至2013年12月8日为止，累计观测时间242 d，选取了几个有代表性的点进行了分析。

(1)地表沉降变形规律“沉降- 时间”曲线如图1、图2。

图1 JXDK3+040沉降曲线

图2 JXDK3+040沉降速率曲线

(2)分层沉降(即深层沉降)观测分析。

分层沉降主要是观测加固区土体的分层压缩情况。真空联合堆载预压区监测数据反映深度20 m以上的土体压缩量较大，且各深度的累计沉降呈由浅至深逐渐减小的趋势。各个深层沉降观测点“沉降-时间”曲线如图3所示。

图3 JXDK3+835分层沉降环沉降曲线

(3)真空联合堆载预压区孔隙水压观测分析。

根据数据曲线分析，抽真空整体效果显著，土体固结较快。数据显示，其中由于1区于2013年10月19日暂停抽真

空施工，空隙水压有显著回弹。截止到目前为止，真空联合堆载预压区不同深度的“孔隙水压消散-时间”曲线如图4。

图4 JXDK3+976孔隙水压消散曲线

(4)利用“双曲线”分析推算该施工段地基土的固结度，“拟合曲线”如图5。

图5 JXDK3040沉降推算拟合曲线

(5)根据监测数据，利用“双曲线”分析地基土的固结度及工后沉降，得出结果如表1。

通过上述现场观测数据及双曲线法推测，可以得出：(1)工后沉降少于30 cm，满足铁路路基规范要求；(2 ) 加固土的固结度为91%，大于85%的设计要求；(3 ) 加固区的沉降量连续10 d实测沉降速度不大于设计要求的2 mm/d. 结果表明，该施工方法效果较好，达到了设计要求，地基土的固结效果较好，并且缩短了施工工期[1、3]。

表1 地基土的固结度及工后沉降

3 结论及建议

本文笔者从设计开始到施工，及现场沉降监测都是全程负责，认为塑料排水板真空堆载联合预压在软土地区处理效果是非常经济又实惠，并能满足要求，特别是在站场地基处理更是如此，通过此项目，得出如下几点总结及建议[2、4]：

(1)在软基处理过程中，现场第三方监控量测是十分必要的，可以用来分析软基处理效果，指导施工，同时保证地基处理质量；(2)相对于旋喷桩、搅拌桩、管桩等软基处理方案，此方法效果明显，且工期较短，造价低廉；

(3)该方法适用于站场等大面积软基加固处理工程，特别适用于沿海地带的软土地基加固；

(4)建议在软土地区砂垫层厚度应保证在1m以上，利用插板机行走，同时宽度应铺设至边坡外一定距离，以便密封墙施工。

[1] 黎玉，王齐仁.塑料排水板堆载预压法软基加固监测分析[J].福建建筑，2010，(9)

[2] 邓礼久，金亮星，罗嘉金.塑料排水板堆载预压法处理软基的加固效果[J].铁道科学与工程学报，2013，(6)

[3] 杨昌举.论“塑料排水板+真空联合堆载预压”软基处理[J].广东科技，2013,(7)

[4] 郭红梅，马培贤.堆载预压法在南方某港软基加固工程中的应用[J]. 岩土工程技术，1998,(8)

龙浪波(1982～)，男，硕士，工程师，主要从事岩土体稳定方面的研究。

TU472.3+3

B

[定稿日期]2014-11-11