摘要：真空預壓和堆載預壓是軟基處理排水固結(jié)常用的方法。本文以越南沿海電廠一期工程軟基處理所采用的上述兩種方法為例，著重對此兩種方法的設(shè)計方案和處理效果的差異進行分析，可供同類工程參考。
　　關(guān)鍵詞：軟基處理;排水固結(jié);真空;堆載預壓
　　
　　1引言
　　軟基處理是工程建設(shè)中經(jīng)常面臨的問題，軟土的一般表現(xiàn)為高壓縮性、低滲透性、高孔隙水壓力和承載力低等特點，在工程上部結(jié)構(gòu)建設(shè)前，必須對軟土地基進行處理，也就是要解決好兩個方面問題：一是地基土的承載力和穩(wěn)定性，二是地基沉降穩(wěn)定。一般來說軟基處理的方法有強夯法、挖土換填法、置換法、化學加固法、排水固結(jié)法、復合地基法等多種方法，其中排水固結(jié)法包括真空預壓、堆載預壓、真空-堆載聯(lián)合預壓等方法。采用塑料排水板的真空堆載聯(lián)合預壓法適用于含有夾層或不均勻泥層等的軟基以及飽和軟土層。本文以越南沿海電廠一期工程軟基處理為例，著重介紹和對比真空-堆載聯(lián)合預壓與堆載預壓在地質(zhì)條件類似的同一廠區(qū)內(nèi)同時進行時的效果差異，可供同類工程設(shè)計參考。
　　
　　2工程概況
　　越南沿海電廠一期工程位于越南茶榮省沿海市。廠址夾于湄公河入海的兩條支流入海口之間，地貌屬典型的海陸交互作用形成的三角洲，沖積平原邊緣的河灘地。工程規(guī)模為2X622MW燃煤電廠。廠址區(qū)域內(nèi)地勢平緩，原場地標高約0.40~1.20m(越南HonDau高程系統(tǒng))。場地分布有大量魚塘，局部區(qū)域生長少量低矮灌木樹叢和紅樹林。場內(nèi)淤泥層深厚，軟土層在16~30m厚,主廠區(qū)場地已回填（吹填海砂）至+4.200m(越南HonDau高程系統(tǒng))。
　　根據(jù)地質(zhì)資料，場地全部由第四系土層組成，100m深度范圍內(nèi)未揭露基巖，主要處理的軟土層為淤泥層，土質(zhì)灰黑色、褐灰色；呈飽和、流塑狀態(tài)；含大量有機質(zhì)及貝殼碎屑，局部含多量粉細砂顆粒，略具臭味，屬海積成因。該層所有鉆孔均有揭露，分布于整個廠區(qū)，層厚17.5m~25.0m，層頂面高程-5.16m~1.85m，層底面高程-26.41m~-20.42m，標準貫入試驗擊數(shù)為1-3擊，平均1.5擊。地基承載力特征值為50~60kPa。
　　
　　3設(shè)計方案
　　如圖1所示，根據(jù)廠區(qū)上部構(gòu)筑物特點，整個廠區(qū)軟基處理方法主要分為兩類，其中A類區(qū)域為真空－堆載聯(lián)合預壓法處理，B類區(qū)域為堆載預壓法處理。本文以A1-1及B4-1區(qū)為例進行分析對比。
　　
　　圖1軟基處理布置圖
　　
　　真空－堆載聯(lián)合預壓法處理的技術(shù)要求如下：
　　現(xiàn)有場地原自然地面以上，已回填有約3m～3.8m厚砂層，依據(jù)我國已有在越南當?shù)厥┕さ某晒��?jīng)驗，可利用該部分回填砂作為水平排水通道。
　　水平濾管的間距為2米，塑料排水板矩陣形布置，間距1m，設(shè)計長度26m。埋設(shè)監(jiān)測系統(tǒng)，密封墻為雙排樁，深16m、寬1.2m，真空泵(7.5kW)按每800m2-1000m2左右布置1套。根據(jù)沉降標的實測沉降曲線，計算出地基土體的平均固結(jié)度達到90%以上或?qū)崪y地面沉降速率連續(xù)5天平均沉降量不大于2.0~3.0mm/d時，可進行卸載。
　　堆載預壓法處理的技術(shù)要求如下：
　　現(xiàn)有場地原自然地面以上，已回填有約3m～3.8m厚砂層，同上述真空-堆載聯(lián)合預壓法，可利用該部分回填砂作為水平排水通道。
　　塑料排水板矩陣形布置，間距1m，設(shè)計長度26m。垂直于排水盲溝設(shè)置間距2m的水平排水板，盲溝采用塑料排水盲溝，管徑φ200mm，縱向間距約20m。在盲溝上設(shè)置集水井，間距20m，井底深度比盲溝深約1.0m，井壁材料采用鋼筋籠纏濾布的形式。計算出地基土體的平均固結(jié)度達到80%以上或?qū)崪y地面沉降速率連續(xù)5天平均沉降量不大于2.0~3.0mm/d時，可進行卸載。
　　各區(qū)域處理技術(shù)要求詳見表1:
　　表1地基處理分區(qū)設(shè)計技術(shù)要求明細表
　　 A1-1 B4-1
　　處理面積 21707m2 21922m2
　　處理方法 真空-堆載聯(lián)合預壓 堆載預壓
　　地下水位高程 1.56m 0.767m
　　排水板深度 26m 26m
　　膜下真空度 80kPa N/A
　　設(shè)計堆載高度 2.5m 3.5m
　　設(shè)計估計時間 140天（從抽真空開始） 160天（從堆載開始）
　　設(shè)計固結(jié)度 ≥90% ≥80%
　　卸載后場地高程 4.2m 4.2m
　　預壓荷載下沉降量 1.45m 1.07m
　　處理后軟土承載力特征值 ≥80kPa 60-70kPa
　　
　　4施工工藝流程
　　
　　對于真空－堆載聯(lián)合預壓區(qū)，主要施工工藝流程如下：
　　清表、平整場地→測量表面高程→探摸確定PVD深度→打設(shè)豎向排水板→開挖水平濾管溝槽→埋設(shè)排水PVC主管和濾管→PVD與濾管連接→填埋主管濾管→埋設(shè)觀測儀器→打設(shè)密封墻→安置主管出膜裝置等→鋪設(shè)一層無紡土工布，二層真空膜→安裝抽真空泵，連接主管到抽真空泵→設(shè)置膜上沉降標→測沉降標初始高程→試抽真空→再鋪設(shè)一層無紡土工布→正式抽真空→施工監(jiān)測→膜上堆載→卸載。
　　對于堆載聯(lián)合預壓區(qū)，主要施工工藝流程如下
　　清表、平整場地→測量表面高程→探摸確定PVD深度→打設(shè)豎向排水板→開挖盲溝溝槽→埋設(shè)排水盲溝→埋深水平排水PVD并于盲溝連接→填埋集水井→埋設(shè)觀測儀器→設(shè)置沉降標→測沉降標初始高程→施工監(jiān)測→堆載→集水井排水→卸載。
　　
　　5監(jiān)測及效果檢測
　　軟基處理過程中對表面沉降量、分層沉降量、孔隙水壓力、深層水平位移、地下水位、膜下真空度等指標進行動態(tài)監(jiān)測，在達到卸載條件后，對土體各項物理力學指標進行效果檢測，通過現(xiàn)場和試驗室試驗，計算出軟土層地基承載力。為對比簡明直觀起見，本文重點針對表層沉降量和軟土層承載力指標進行分析對比。
　　各區(qū)域根據(jù)設(shè)計要求分別設(shè)置9個表層沉降標，各沉降觀測點觀測數(shù)據(jù)如圖2所示。
　　
　　圖2沉降觀測數(shù)據(jù)對比圖
　　A1-1區(qū)2011年5月20日開始抽真空，2011年7月21日完成堆載。截止2011年9月14日，真空-堆載聯(lián)合預壓時間117天，抽真空前初始沉降167mm，真空-堆載聯(lián)合預壓期間沉降1402mm,總沉降量1569mm，根據(jù)三點法計算固結(jié)度U=96.13%，ASAOKA法計算固結(jié)度Uave=99.51%。連續(xù)5天平均沉降量為2.6mm/天。
　　B4-1區(qū)2011年7月24日開始堆載，2011年8月30日達到滿載。截止2011年12月3日，堆載預壓時間133天，堆載前初始沉降540mm，堆載預壓期間沉降965mm，總沉降量1505mm，根據(jù)三點法計算固結(jié)度U=97.08%，ASAOKA法計算固結(jié)度Uave=98.21%。連續(xù)5天平均沉降量為0.6mm/天。
　　通過上述沉降曲線和觀測結(jié)果可以看出，真空-堆載聯(lián)合預壓法下固結(jié)沉降較為均勻，自抽真空開始至堆載完成沉降曲線變化較為穩(wěn)定，滿載后沉降曲線趨向平緩。同一區(qū)域的9個沉降標沉降觀測到的最終沉降數(shù)據(jù)差異在200mm左右。從固結(jié)時間來看117天小于設(shè)計預期的140天的固結(jié)時間23天。沉降量和固結(jié)度均滿足設(shè)計要求。
　　堆載預壓法處理的區(qū)域在堆載前后差異較大，因沉降標埋設(shè)位置不同，先完成堆載的部位沉降曲線會先發(fā)生明顯變化，如上圖所示的3號和4號沉降標曲線，滿載后沉降曲線陡然下降然后漸趨平緩。同一區(qū)域的9個沉降標沉降觀測到的最終沉降數(shù)據(jù)差異在300mm左右。從固結(jié)時間來看133天小于設(shè)計160固結(jié)時間27天。沉降量和固結(jié)度均滿足設(shè)計要求。
　　固結(jié)完成后對各處理區(qū)域進行效果檢測，檢測內(nèi)容包括鉆芯取樣、靜力觸探及十字板剪切試驗。通過現(xiàn)場及試驗室試驗得到的各項主要指標及其對比情況如表2所示。
　　表2軟基處理效果檢測對比表
　　區(qū)域  含水率 容重 孔隙比 原狀土的不排水抗剪強度 壓縮指數(shù) 地基承載力
　　 符號 w γw e Cu Cc fa
　　 單位 % kN/m3 / kPa / kPa
　　A1-1 處理前 57.9 16.3 1.594 25.6 0.615 51
　　 處理后 44.2 17.2 1.261 70.5 0.396 107
　　B4-1 處理前 50.8 16.8 1.379 32.9 0.64 57
　　 處理后 44.7 17.5 1.210 72.8 0.44 99
　　
　　對上述指標進行對比分析可以看出，無論是采用真空-堆載聯(lián)合預壓或堆載預壓法，軟土層土體的各項物理力學指標均有所提高，地基承載力指標均超過設(shè)計承載力最低要求。對比堆載預壓區(qū)域，采用真空-堆載聯(lián)合預壓法的區(qū)域，軟土層含水率和孔隙比有了顯著下降，土體抗剪強度也有更為明顯的提升，地基承載力的改善也更為明顯。
　　
　　6結(jié)論
　　針對本工程地質(zhì)條件和上部構(gòu)筑物特點對越南沿海一期電廠軟基進行了真空-堆載聯(lián)合預壓和堆載預壓兩種軟基處理方法，通過過程監(jiān)測和效果檢測，固結(jié)度指標及地基承載力均滿足設(shè)計要求。
　　軟基處理固結(jié)過程應(yīng)保持動態(tài)監(jiān)測，根據(jù)沉降觀測確定固結(jié)達到設(shè)計要求的時間，固結(jié)度達到設(shè)計要求即可卸載。卸載后做好效果檢測，確保各項指標達到設(shè)計要求。
　　通過對地質(zhì)條件類似的同一廠區(qū)不同的兩種處理方法效果的對比可以看出，采用真空-堆載聯(lián)合預壓可以顯著地縮短固結(jié)時間，提高固結(jié)沉降量，對軟土層土體物理力學指標改善優(yōu)于采用堆載預壓的方式。堆載預壓雖然歷時較長，但成本較低，且對土體地基承載力改善效果也非常明顯，對于非關(guān)鍵部分或工期要求較寬松的工程可以考慮采用。
　　真空-堆載聯(lián)合預壓法和堆載預壓法在越南已被廣泛使用和采納，相關(guān)中國規(guī)范也被大部分業(yè)主認可，可根據(jù)工程特點、地質(zhì)條件及工期和造價要求選擇合適的軟基處理方法。在越南南部地處沖積平原河灘地區(qū)軟土層較為均勻且飽和度較高的地區(qū)，采用此類方法效果較好。
　　
　　［1］ 龔曉南．地基處理手冊(第三版)［M］.北京:中國建筑工業(yè)出版社，2008．
　　［2］ 周永輝.真空聯(lián)合堆載預壓法施工技術(shù)的應(yīng)用與革新[J].土工基礎(chǔ),2011,25(3):40-41.
　　［3］ 葛安定真空預壓法在北方某場地工程軟基處理中應(yīng)用探討[J].科技資訊,2011,(26):40-41