黄骅港综合港区通用散杂货码头工程真空预压加固效果分析及施工工艺的改进方法敬重的各位领导、各位代表、同志们：大家好！随着改革开放的不断深化，国民经济的飞速发展特殊是沿海地区的开发和港口建设发展，土地资源日益惊慌，围海造陆建设项目越来越多，在节约成本、缩短工期方面吹填造陆比开山抛石填海及杂填土填海等方法具有明显优势。目前对于新吹填的软粘土进行地基处理的施工工艺主要为真空预压法。真空预压法属于排水固结法，在软基处理方面比其他加固法在工期、造价等方面具有明显优势。 下面我代表，通过黄骅港综合港区通用散杂货码头软基处理工程实例，简要阐述真空预压施工工艺，结合卸载后各监测数据，对本次真空预压进行加固效果分析，并简要介绍公司依据工程实践对真空预压施工工艺进行的有效改进。 一、真空预压的发展及现状1、随着建筑工程对地基承载力、土体性能的要求不断提高，人们通过探讨发觉，运用砂石土料堆载可有效改善土体承载力，并于1943年胜利应用于美国沼泽地区的路基加固，堆载预压随之发展起来，但在实践中中人们发觉，堆载预压法工期长且成本较高，为解决这一问题，上个世纪50年头瑞典皇家地质学院提出了真空预压理论，这一理论的提出引起了世界各国的关注，进行了深化的探讨，逐步完善了加固理论及实施方法。我国也于80年头就起先了相关试验，取得了胜利，并通过了国家技术鉴定，随后便大范围起先应用。2、国内外软土地基采纳真空预压加固技术的日益增多，我国在加固机理探讨方面已建立了完善的理论体系和模型结构，理论计算与实际观测的差距越来越小；在施工工艺方面已胜利解决了竖向排水通道、抽真空设备等方面的问题。目前，真空预压技术已在全国范围内推广，从最先的天津北疆港区，逐步扩展到全国各地。而加固面积从十几万平米增加到一百多万平米，单块分区面积从3000增长至50000。真空预压施工已经成为加固软土地基的首选工艺。二、真空预压加固机理1、通过实行肯定的措施，在需加固的土层中产生肯定真空和负压，形成压差，产生负压固结，达到预加固软土的目的。2、真空预压通过砂垫层构成的水平排水通道与砂井、排水板构成的竖向排水通道一同组成排水体系，在真空作用下达到排水固结目的。首先在软土地基表面先铺设砂垫层，然后埋设垂直排水管道(袋装砂井或塑料排水板)，再用不透气的封闭膜密封使其与大气隔绝，形成密闭区域，利用抽真空设备进行抽气，使其形成真空，先后在地表砂垫层及竖向排水通道内逐步形成负压，孔隙水在压差的作用下经各向排水通道排出，增加地基的有效应力, 从而使土体固结。真空预压原理图三、黄骅港综合港区通用散杂货码头工程真空预压施工工艺及加固效果分析1、施工工艺据吹填土质的不同，共分为A、B、C和D区，其中C区采纳堆载预压方案，其余三区采纳“真空预压处理工艺”。以下为真空预压工艺流程即A、B、和D区工艺流程图。测量放样铺设隔离层铺设中粗砂 打排水板粘土帷幕墙铺滤管铺密封膜安装射流泵抽气至恒载恒载计时卸载竣工验收埋设监测仪器布设沉降观测仪器跟踪监测达到设计要求1.1铺设隔离层按设计要求，隔离层包括：铺设1层编织布（150g/m）、23层荆笆、一层竹笆及1层土工布（400g/），采纳人工铺设，其铺设范围为全部真空预压区域。编制布采纳150g/m，土工布采纳400g/，采纳现场双线缝合。荆芭采纳整根柳条编织，间距5mm。竹笆采纳宽度3cm4cm，厚度1cm左右的竹片编织，空隙间距3cm3cm，现场采纳人工横纵交织搭接铺设。1.2砂垫层施工设计要求推填0.4m厚中粗砂垫层，在隔离层铺设出肯定的作业面后随即起先砂垫层施工。现场采纳小型翻斗车及人力手推车倒运，然后进行人工推填。人力铺砂采纳在隔离层上搭设翘板铺道的工艺。在施工过程中，利用事先做好的测钎刚好探摸砂垫层的厚度，厚度不达标区域刚好补填，厚度超标区域刚好摊平。1.3排水板施工塑料排水板采纳正方形布置，间距1m，要求打设底标高-12.0m，露出砂垫层250mm。塑料排水板打设是本工程的关键工序之一，目的为建立竖向排水通道。因此，施工现场必需限制好如下施工质量：塑料排水板打设范围、深度和间距应符合设计要求。打设过程中应随时留意限制套管垂直度，其偏差应1.5%。打设塑料排水板时严禁出现扭结、断裂和撕破膜等现象。打设时塑料排水板回带长度不得超过500mm。1.4真空预压真空预压施工工艺流程施工放线铺设真空滤管、埋设膜下真空表测头铺设密封膜挖压膜沟设地面沉降标安装射流泵试抽真空真空度85kPa恒载抽气停泵终止抽气施工期观测场地清理及平整安装、埋设监测设备铺设真空滤管和膜下测头真空滤管采纳软式透水管，管体打孔加工后外包土工织物滤水层，达到只透水气不透砂的效果。埋设前先在砂垫层上开槽，把滤管埋设于沟槽中，滤水管接好后埋入砂中20cm左右，埋好后再用砂覆盖好，覆盖密实度与砂层一样。密封压膜沟密封压膜沟深度可依据现场实际状况确定，但是必需切断透水层，进入不透水（气）层以下1.0m。密封沟的开挖依据设计要求沿加固区边界进行，其深度应切断透水层，内外坡应平滑无砂料存在。依据设计断面进行开挖，以保证密封膜与沟底粘土充分接触，满足密封要求。密封膜铺设 用工厂热合一次成型。铺膜时先将膜卷成卷放在加固区场地上，将膜边踩入密封沟的粘土中，从一侧向另一侧依次绽开铺设三层密封膜，铺膜时应选择无风雨的晴天进行。膜铺好后检查有无裂开口，假如有马上用小块薄膜及专用胶水补好。安装射流泵泵依据约800m2/台布置，要求射流泵功率7.5kW，且能形成0.096MPa的真空压力，抽真空期间不得停泵。真空射流泵、膜上管道等外露部分应做好防腐、防锈措施。抽真空试抽气调整各种仪器的初读数，进行开泵抽气，依据设计要求真空泵分开启1/3的泵数量随后以每天3台泵的速度增加直到开启全部真空泵，间隔35天。抽气时随时检查膜上是否有漏洞。正式抽气当膜下真空度大于85kPa并确定72小时后，转入正式抽气。真空预压有效时间为100天左右，并满足真空预压卸载标准。恒载阶段的数据观测真空恒载后，起先观测并记录沉降、孔隙水压力等监测数据，依据数据指导施工。标准按实测沉降曲线推算的固结度85%；连续5天地表实测沉降速率2.0mm/d即可终止预压。2、加固效果分析本文通过对黄骅港综合港区通用散杂货码头软基处理D3区真空预压全过程的监测，驾驭了在施工过程中地基土的地表沉降、分层沉降、孔隙水压力的改变状况，同时结合加固前后现场取土试验及现场十字板剪切试验的结果，驾驭了加固前后土体物理力学指标的改变。通过各种仪器的监测测量结果的分析，对加过前后土性指标进行对比，确认加固效果。经过数据分析可知，本次真空预压加固效果良好，达到设计要求。2.1表层沉降2.1.1 插板期间沉降本工程加固区域上部土层主要为新近吹填形成，地基尚未完全排水固结，加固区域地基土层为欠固结土。在打设塑料排水板后，由于土层排水路径缩短，地基土在其自重压力作用下，很快产生肯定量的固结沉降。本加固区在打设塑料排水板至预压加固前，加固区内的插板沉降为270mm860mm。2.1.2 预压期间沉降散杂货码头加固区真空预压期平均地表沉降为492mm1499mm。本报告采纳双曲线法推算地基最终沉降量，并进一步推算固结度。在预压荷载下，散杂货码头加固区沉降盘平均地表沉降量及依据沉降曲线推算的固结度结果汇总见下表。表1 散杂货码头各加固区平均地表沉降量及推算固结度汇总表编号插板沉降（mm）平均地表沉降量（mm）沉降速率（mm/d）综合固结度（%）A14806870.789.5A260010381.286.5A35407061.385.9A479010761.185.7A54505931.085.2A65508280.885.5A772011001.087.7A86205961.389.2A96807210.890.0A104708371.586.2A1161010141.487.9A1266010411.386.4A136708430.890.4B143014741.285.9B245014991.186.2B38205871.385.7B48607061.386.9B547012371.287.7B634010441.385.2D13807351.086.7D25008561.485.8D37507511.087.4D46004921.386.0D56507181.390.3D67008200.885.7D72705260.986.1D84606660.887.5D94308101.088.6从上表可以看出，各区连续5天实测地表平均沉降速率2.0mm/d。各区沉降曲线推算固结度的平均值均85%，满足设计要求。2.2分层沉降打设塑料排水板后，为了解不同土层的沉降状况，选用电磁式沉降仪，以便驾驭地基中各土层的变形状况。在真空预压加固区的中心点旁边埋设了1组深层分层沉降仪，每2.5m埋设1个观测磁环，一组分为7个观测磁环。仪器埋设完成后起先观测。现以散杂货码头D3区为例，分层沉降时间关系曲线见下图。D3区测点位置的土层沉降量统计见下表。表2 散杂货码头D3区分层沉降汇总表序号土层标高（m）土层厚度（m）预压沉降量（mm）压缩率（mm/m）15.32.82.516564.822.8-1.03.810527.73-1.0-2.81.86837.54-2.8-4.51.73218.75-4.5-7.22.73010.96-7.2-9.62.43514.47-9.6-12.12.5176.9由上表可以看出，D3区的各土层压缩率在6.9mm/m64.8mm/m之间，按设计要求排水板打设深度为-12m，可见，打板深度范围内的土层都得到了有效固结。图1 D3区分层沉降时间关系曲线从分层沉降曲线可以看出，真空预压前期沉降较大，前60天大约能够完成总沉降的80%以上，后期沉降速率较小，曲线比较平缓。2.3 孔隙水压力观测打设塑料排水板后，在每个真空预压区中心点旁边埋设一组孔隙水压力测头，共7个测头。通过孔隙水压力测头可以监测真空预压施工期间土体内部孔隙水压力消散状况，并对施工过程进行指导，刚好堵住漏气漏水点。散杂货码头D3区各测点孔隙水压力消散统计见表表3 D3区各测点孔隙水压力消散统计表标高（m）孔压初始值（kPa）孔压总消散值（kPa）3.0036.9471.970.5063.1079.11-2.0083.6178.98