浅析陆域形成中堆载预压设计实例

曾杰

摘 要：堆载预压法是一种处理软土地基方法，原理就是采用排水固结处理软土地基。本文结合一个具体工程实例，简介堆载预压法在陆域形成及地基处理上的施工技术要点，监测和检测要求，为地基处理设计提供的一个参考实例。

关键词：地基处理 现场试验 堆载预压 施工效果

1.前言

码头建设对地基沉降的控制要求十分严格，尤其是在软粘土地区，地基的沉降控制是保证码头安全建设和运营的关键之一。塑料排水板堆载预压法处理完的地基承载力高、沉降量小、造价低，因而在软粘土地基加固工程中得到广泛应用。

2.堆载预压法原理

堆载预压法（Stacking Preloading）是指利用堆载的方法，使土體中形成一个局部的负压源，通过降低砂井或排水板中的孔隙水压力而使土体中的孔隙水排出，从而增加有效应力来压密土体的地基加固方法。

3.工程概况

项目于广东省珠海横琴地区某码头的后方陆域形成、地基处理工程。根据地基处理工艺，结合场地原地面标高，陆域形成与地基处理一并考虑。一期工程范围陆域面积约10206m2，考虑回填边坡放坡处理，地基处理工程总面积约12563m2，其中：堆载预压A区11602m2，堆载预压B区961m2。

陆域形成、地基处理主要施工内容包括：场地平整及清表、铺设砂垫层、插设塑料排水板、布置盲沟集水井、分层分级上载石屑、卸载石屑、监测检测等。

根据钻探结果，勘察区上覆盖层为人工填土层（陆域揭示）、第四系滨海相沉积层、河流冲积相沉积层和残积层，主要为淤泥类土、粘性土等，下卧基岩为泥盆系泥质粉砂岩和灰岩，

本次地层的分类按《水运工程岩土工程勘察规范》（JTS133-2013）进行分层。

4.设计标准

（1）场地使用荷载：建筑地坪均布荷载均为10kpa；水平运输机械为空载行驶的16t轮胎吊、10t载重车、5t叉车，设计荷载采用轴载125kN，荷载等级为P1。

（2）设计标高：场地使用标高为+5.07m，地基处理交工标高定为+4.47m （结构层厚度为0.6m，当地理论最低潮位，下同）。

（3）残余沉降及地基承载力要求：使用期内码头后方陆域残余沉降≤30cm，交工面地基承载力不小于100 kpa。

5.地基处理

本工程原场地地面标高较低，需回填成陆，考虑到地基处理采用堆载预压，在原地面即可进行地基处理。因此，陆域形成与地基处理一起考虑，地基处理上载过程，也是陆域形成过程。

结合场地平面布置图，一期工程范围陆域面积约10206m2，考虑回填边坡放坡处理，地基处理工程总面积约12563m2，其中：堆载预压A区11602 m2，堆载预压B区961m2。

5.1地基处理技术要求

见表1。

5.2主要施工工艺及流程

地基处理A区（1）场地整平至标高+1.07m；（2）铺设0.5m厚中粗砂垫层（3）插设塑料排水板，布设排水盲沟和集水井；（4）分六级堆载石屑，分级厚度1.0m，堆载过程进行分层分级碾压，每50cm一层；（5）固结度达设计要求后卸载至标高+4.47m；（6）采用20t振动压路机碾压，直至无轮迹，达到压实度在深度 0～80 cm范围>93%，80～150cm范围>90%要求为止，机械碾压后整平至交工面标高；（7）进行加固效果检测。

地基处理B区（1）场地整平至标高+1.970m；（2）铺设0.5m厚中粗砂垫层（3）插设塑料排水板，布设排水盲沟和集水井；（4）分两级堆载石屑，分级厚度1.0m，堆载过程进行分层分级碾压，每50cm一层；（5）堆载过程补填石屑维持标高4.470m至固结度达到95%；（6）采用20t振动压路机碾压，直至无轮迹，达到压实度在深度 0～80 cm范围>93%，80～150cm范围>90%要求为止，机械碾压后整平至交工面标高；（7）进行加固效果检测。

6.施工技术要求、材料要求及质量检验

6.1堆载预压施工技术要求

（1）上载要求：堆载预压施工过程按分级上载，每级厚度1.0m，堆载过程分层碾压，分层厚度不大于50cm。

（2）排水系统：堆载预压A区为排水板插设施工完毕之后，开始沿场地长边方向布置排水碎石盲沟，盲沟形状为倒梯形并用单位面积重量为200g/m2无纺土工布包裹，顶宽60cm，底宽40cm，高50cm，底部低于砂垫层底部0.25m；沿盲沟延伸方向布置集水井，间距不大于50m，井管为钢筋笼制作，外包钢丝网和土工布，管底部低于盲沟底部0.5m。施工过程中应及时抽排集水井中的水，并排至场地之外，集水井中积水深度不应超过50cm；卸载后集水井采用石屑回填并密实，要求密实度达到93%。

堆载预压B区为在堆载区域两侧开挖排水沟，及时抽排水，施工过程中，需保证排水沟底低于砂垫层底0.3m。

（3）施工过程控制指标

①堆载预压采用厚度控制；②堆载料为外购石屑，容重≥16.0kN/m3；③堆载过程加载控制标准：a）地面沉降标日均沉降量小于15mm/d；b）水平位移观测最大水平日位移量小于5mm/d；c）ΔU/ΔP≤60%（ΔU-孔隙水压力增量，ΔP-荷载增量）；④卸载标准：a）按实测沉降曲线推算的固结度：固结度不小于90%；b）实测地面沉降速率连续10天平均沉降量不大于2mm/d。

6.2振动碾压施工技术要求

卸载后场地应采用20吨的振动压路机振动碾压5～8遍处理，激振力不小于400kN。振动压路机的行进速度在10～15km/h之间，震碾顺序按“先两边，后中间”错轮进行，轮痕覆盖整个场地为一遍施工。如果因轮迹过深而影响机械行进，可用平地机将场地整平后再进行震动碾压。endprint

（1）排水砂垫层

排水砂垫层材料为中粗砂，含泥量<5%，渗透系数不小于5×10-3cm/ s。铺前必须到砂源地取砂检验。砂垫层厚度为0.5m，中粗砂垫层铺设偏差要求-0.05～+0.05m，干密度不小于15kN/m3。砂垫层的检测为10000m3检测一次。

（2）塑料排水板

塑料排水板，其规格、质量和排水性能要求必须符合《水运工程塑料排水板应用技术规程》（JTS206—1-2009）的各项指标规定。普通塑料排水板选用SPB-B型，所有塑料排水板必须采用新料。

（3）无纺土工布

单位面积重量为150g/m2，纵向断裂强度≥2.5kN/m；CBR顶破强力≥0.3kN；有效孔径O95为0.07mm；渗透系数≥0.1cm/s；

单位面积重量为200g/m2，纵向断裂强度≥4.5kN/m；CBR顶破强力≥0.6kN；有效孔径O95为0.07mm；渗透系数≥0.1cm/s；

（4）堆载料

堆载料采用石屑，容重不小于 16kN/m3。

7.监测及检测

质量检验标准及监测检测要求。为了控制地基处理施工过程中软基的稳定、减少工后沉降及差异沉降，必须要具有资质的监测单位制定详细的监控方案，借助相关仪器对施工过程中土体的应力应变及孔隙水压力的变化进行严密的监控，以确保施工安全并科学的指导施工；施工结束后为确保能达到设计要求，还必须进行相关的施工质量检测；

主要监测及检测项目：地表沉降盘、边桩位移观测、土体强度检查（静力触探、取土孔、标贯）。

（1）沉降标观测

沉降标主要是观测地表沉降和沉降速率，可控制加载速率。

（2）边桩位移观测

边桩打设在护岸结构顶部，通过位移监测获得水平位移读数。

8.结束语

在经济发达的珠江三角洲地区，由于地质原因的特殊性应用堆载预压法进行地基处理的工程项目越来越多。随着港口建设的日益增加，堆载预压法在地基处理工程上的应用也在更深入研究和不断创新，对于深厚軟土层的地基处理像结合真空联合堆载预压法等对深厚软土层的地基处理技术方法也越来越多地应用在实际工程中去。

参考文献：

[1]JTS 147-1-2010.港口工程地基规范.

[2]JGJ79-2012.建筑地基处理技术规范.中国人民共和国住房和城乡建设部，2013.

[3]娄炎.真空排水预压法加固软土技术.北京.人民交通出版社，2002.

[4]高大钊.土力学与基础处理工程.北京.中国建筑工业出版社，1998.

[5]高大钊.软土地基的理论与实践.北京.中国建筑工业出版社，1992.endprint