关于沿海富水高压缩性超深地基处理的施工探究

一、工程概况

中国化工集团CPP项目, 位于该市中心靠海区域, 工程量较为巨大。工程处理面积约8万平方米, 采用堆载预压联合强夯的地基处理方式, 设计要求处理后的加固地基容许承载力不小于80k Pa。

场地临海, 地势较为平坦, 地表标高范围为1.84m~4.54m, 地表随机分布有数条小河和数片池塘。该场地浅部地层主要为第四纪沉积的淤泥以及淤泥质土体, 此类土都具有含水率高、压缩性较大、孔隙比较大、强度较低的特点, 属特殊软土层, 对地基沉降影响很大。采用塑料排水板结合垂直深孔强排水真空预压法处理该地基表层碎石和软土, 使浅层地基土形成硬壳层, 处理深度为35m, 最终使该地基满足设计承载力和变形要求。

二、水文地质

地层:素填土:褐黄色, 软塑, 以粉质黏土为主, 夹植物体系, 厚0.0-1.8米;粉质黏土:黄褐色-灰褐色, 软塑-硬塑, γ=19.0KN/m3, c=13.3KPa, Φ=7.9°, 基本承载力40KPa, 厚0-5.1米;淤泥质粉质黏土:褐灰色-灰黄色, 软塑-流塑, γ=18.3KN/m3, c=10.7KPa, Φ=6.6°, 基本承载力45KPa, 厚2.3-5.2米;粉砂:黄灰色-灰褐色, 稍密-密实, 饱和, 矿物成分以石英、长石为主, 与粉土互层, 基本承载力70KPa, 厚1.4-7.3米;粉土:黄灰色-灰褐色, 密实, 潮湿, 与粉砂或粉质黏土互层, γ=20.3KN/m3, c=12.8KPa, Φ=26.9°, 基本承载力80KPa, 厚0.8-3.1米;黏土:褐灰色, 硬塑, 与粉土互层, 基本承载力80KPa, 厚0-2.3米。地震动峰值加速度:0.15g (地震基本烈度Ⅶ度) 。土壤最大冻结深度:0.8m。

地下水为第四系孔隙潜水, 勘测期间地下水埋深1-2米, 主要由大气降水补给, 水位季节变化幅度2-3米。地下水对混凝土结构在氯盐环境下具侵蚀性, 环境作用等级L3;在化学侵蚀环境下具侵蚀性, 环境作用等级H2, 在盐类结晶破坏环境下具侵蚀性, 环境作用等级Y2。本工点地下水位以上环境对混凝土结构在氯盐环境下具侵蚀性, 环境作用等级L3, 在化学环境下具侵蚀性, 环境作用等级H1;在盐类结晶破坏环境下具侵蚀性, 环境作用等级Y2。

三、施工材料要求

1、真空膜应采用专用产品, 聚氯乙烯或聚氯乙烯材质, 纵向抗拉强度不小于18.5MPa, 横向抗拉强度不小于16.5MPa, 断裂延伸率不小于220%, 低温延伸率介于20~45%, 最小直角撕裂强度不小于40KN/m, 厚度不小于0.12mm。

2、支管采用Φ16mm软式管, 主管采用Φ63mm PVC管, 塑料排水板与支管、支管和主管均采用配套专用接头连接。排水管每10000m作为一个批次进行检验, 每批软管中随机截取2段, 每段长度1m, 作1组物理性能试验。

3、针刺长丝土工布 (300g/m*m) , 厚度≥2.2mm, 断裂强力≥9.KN, 断裂伸长率25~100%, CBR顶破强力≥1.6KN, 垂直渗透系数介于10e-2~10e-3cm/s, 撕破强力≥0.22KN。每30000m2作为一个批次进行检验, 检查产品合格证, 对其渗透系数、抗拉强度顶破强度等性能进行试验。

4、CB150土工布质量150g/m2, 纵向断裂强力≥1.4KN/5cm, 横向断裂强力≥1.2KN/5cm, 断裂伸长率:纵向≤25%, 横向≤25%;CBR顶破强力≥2.6KN;等效孔径090=0.08~0.4mm, 撕破强力>0.45KN。

四、施工工艺

1、施工原理

工艺原理是在软弱地层位置放入塑料排水板, 利用垂直深孔渗水管与板芯和滤膜形成的渗水孔系统相结合, 改进整个地层的排水速度, 使排水效率提高, 然后利用真空预压技术将汇集水源快速排出, 通过排水固结土层, 已达到增加土体的地基承载力和抗剪强度的要求。

2、施工工艺流程及方法

塑料排水板结合垂直深孔强排水真空预压法施工顺序为:场地修复整理→测量放样→安放检测仪器→施工垂直深孔渗水管系统→埋设支管与干管→土工布与密封膜铺设→挖密封沟、安置主管触摸装置、回填密封、做围堰→安装真空泵→抽真空→膜上覆水→抽真空结束、进行加固效果检测。

四、注意事项

垂直深孔渗水管埋设时按照每百平米不少于20根, 管径采用直径50壁厚不小于5mm的PVC制作, 长度大于固结深度1m以上 (一般固结深度不超过40m为宜) , 管壁采用直径1mm微孔间距20mm布置。

在进行真空预压之后, 反向通过主管道向渗水管内注入P.O42.5水灰比1:1的水泥浆, 进行填充固结能达到更好的效果。

五、实际效果

根据现场实际施工后的测试结果显示, 采取塑料排水板结合垂直深孔强排水真空预压法后的地层的承载力, 不仅满足要求的100k Pa, 最小值达到190k Pa, 最大值为220 k Pa, 效果非常明显, 而且整个方法进行检验后, 地基承载力结果都非常相近, 离散很小。目前项目已经通过地基处理后进入下一步的施工中。