软基处理预处理工程效果探讨

黄钦洲

摘 要：当前，我国东部沿海某河口港的开发建设已经上升到国家发展战略层面，但该区域的地基属于典型的软基，地基处理工作十分的复杂。在软基处理之前，需要对软基进行预处理，从而确保其达到工程的施工要求。在本文中，笔者结合具体的软基处理方法，通过自身的工作实际与理论知识，对软基处理预处理的工程效果进行了分析和探讨。

关键词：软基处理；预处理；工程效果

我国东部沿海某河口海港的开发建设已经上升到国家发展战略层面，但是该区域在开发建设过程中，遇到的一个经常性难题便是软基处理问题。该河口港新吹填区域的上层土质基本上呈现流塑状态，承载力相對较低，因此在施工过程中很容易形成“拱泥”现象，这就要求必须采用特殊的软基处理方法来进行处理。在本文中，笔者采用了特殊的软基预处理方式，通过与工程实例相结合，分析了该预处理施工方案的工程效果。

1 工程概况

由于该工程处于某河流的入海口出，河流的南岸是滩涂浅海区，现阶段已经把南港工业区的地基适当加高，滩涂的高程在0.6～0.8m范围之间。为了保证本工程的施工整体进度，尽可能快地实现流水工作面，为软基处理工作提供相适应的的条件，特地在本工程场地内修建两条呈十字型的布置的围埝，这样一来，本工程场地便被这两条成十字型的围埝分成四个区域。这种布置的方式有助于增加吹填泥土在吹填区内的流程，从而在最大程度上降低吹填土流失率。

通过现场的勘察资料，该工程的场地埋深为21m，在21m左右，按照地层的成因可分为三层。按照地层成因划分的三层分别为全新统中层、组海相沉层和积层。全新统中层是第一亚层，厚度在2.6～3.7m之间，主要有淤泥、淤泥质粘土和流塑等组成；组海相沉为第二亚层，土层的厚度在0.9～4.8m之间，主要包括淤泥质粉质粘土、粉质粘土和软塑等；而积层于第三亚层，土层厚度在3.1～3.7m之间，主要包括淤泥质粘土、粘土和软塑等。

此外，在土层当中，还包括全统下组沼泽相沉积层，最大厚度为2.8m，主要由粘土、粉质粘土和软塑组成。

2 真空预压加固方案

2.1 真空预压加固的基本原理

真空预压加固处理方式是软土地基处理中一种常见的方法。通过预压排水固结法把施加的荷载一次性施加到85kPa以上，然后在塑料排水板达到的深度内施加附加应力。其方法为将塑料密封膜覆盖在加固土体表面，形成密封的系统，再使用抽真空设备进行抽真空处理，则砂垫层与垂直排水通道内的孔隙水压力便迅速降低，与此同时，土体内的孔隙水压力便会随着排水通道内的孔隙水压力的降低而出现缓慢的降低。

土体孔隙水压力降低量全部转化为相应的有效应力，因此，在真空预压作用的同时，也是土体排水固结的过程。在保持总应力基本不变的前提下，孔隙水压力会得到降低，而有效应力随之会增长，从而促使土体排水固结，达到加固软基的效果。

对于该工程来说，采用真空预压排水法是最优的方法，对改善软土的承载力效果也最为有效。而采用这种处理方法，通常在90d左右的时间便可使土体达到固结沉降。软基经过处理之后，地基残余沉降量可控制在30cm以内，从而满足一般建筑物、道路交通和各种堆场、管线的地基承载力要求。

2.2 真空预压设计分析

真空预压的设计主要分为三步，第一步是垫层系统的处理，第二步是排水系统的布置，第三步是抽气系统的布置。

对于垫层系统处理，主要针对吹填土表面的处理，采用铺设一层编织布，两层荆笆和一层长丝土工布，然后再吹填80cm的厚砂性土。其主要原理是采用复合表层的处理方法，这种处理方法不但能够最大程度上发挥砂性土垫层应力具有的分散作用，而且可以充分发挥、土工织物、荆笆等的抗拉和加筋作用，把各种松散的土体材料连接成为一个具有一定承载力的整体结构，提高吹填土地基的承载能力，确保施工机械和作业人员的安全。

对于排水系统布置，主要包括三部分内容：①水平排水层布置，在砂性土上布设一层厚度为30cm的砂垫层，从而形成水平方向的排水通道，要求砂性土含泥量小于3%，而干密度大于15kN/m3。②竖直排水体布置，通过插打B型塑料排水板作为竖向排水通道，呈正方形布置，而排水板之间的间距为1m。③塑料排水板深度确定，真空预压标准区域的塑料排水板打设深度需要按照加固软土层的厚度来确定，根据本工程的地质勘察资料，暂定为13m。

对于抽气系统的布置，采用软饰铝管、射流泵和三层密封膜的组合结构。把密封膜以下的砂垫层和土体内的空气与水全部抽干，使其形成负压，从而降低土中孔隙水的压力，提高土体的有效应力，使土体加速排水而固结密实。

2.3 施工方案分析

在上文中笔者指出，将该工程区域通过两条呈十字型的布置的围埝分为四个区域，暂定为A、B、C、D四个区域。吹填泥从A区域进入，依次通过B、C区域，最后从D区域向外排水。由于流程比较长，所以在很大程度上降低了吹填土的流失率，而距离吹填口越近的话，粗颗粒就会沉积越多，而其工程地质条件也就越好。在实际的吹填过程中，由于相对粗大的土颗粒大部分在A区域沉积下来，所以A区域的吹填土土质比较好，而B、C和D区域的吹填土土质比较相近，都比较差。根据对现场4个区域的土体采样检测试验分析结果，发现A区域基本上都是淤泥质粘土，含水率小于80%，承载力可满足一般机械设备与作业人员的施工要求。而B、C和D区域的表层土壤为淤泥，含水量均超过85%，承载力比较差，不能满足一般机械设备与作业人员的施工要求。

根据现场的工程地质条件，将A区域的软基土再采用真空预压加固方法处理，从而使其形成更加稳定的施工工作面。

3 预处理的工程效果分析

通过对A区域预处理加固前后的土样对比分析，在完成预处理之后，该区域土层的土体含水率大大降低，孔隙比也有一定程度的下降，土体的抗剪强度有了比较大的提高，其预处理效果比较明显。再根据预处理前后的勘察资料分析，A区域的吹填土完成排水后，表层基本上全是淤泥质粘土，含水率在50%上下，通过现场测试地基承载力大于50kPa，可确保塑料排水板和作业人员的安全。根据工程现场的实际情况，在对A区域预处理之后，可直接铺设砂垫层，插设排水板，布置真空预压抽气系统，后续的工作维持原有的施工方案。

而B、C、D区域的工程地质条件大体相同，继续循环套用A区域的软基预处理方案，经过实践表明，同样取得了良好的效果。通过本工程软基预处理方案最终的效果分析，笔者得出以下结论：①针对同本工程类似地质条件和具体的施工要求时，软基处理采用真空预压方法进行预处理的效果比较好；②在采用真空预压法处理新近吹填软基土时，设置的砂土及土工织物复合垫层能够形成比较稳固的地基，优势明显；③软基处理预处理在节约中粗砂垫层材料方面具有很好的作用，减少工程投资、缩短施工工期，相对而言也就提高了施工单位的经济效益。

4 结 语

随着我国当前港口开发中基础设施建设的新时期，在沿海涉及滩涂区域的工程施工中，经常会遇到需要处理软基的情况，这时就需要首先对软基进行预处理，然后再进一步顺利进行工程基础结构施工。在本文中，笔者结合自身的理论知识和工作实际，通过具体的工程案例，从工程地质条件、软基预处理方案设计和软基预处理工程效果分析等几方面做了分析和探讨，希望本文对在施工管理一线的技术同行具有借鉴意义。

参考文献

[1]张培亮，王雷.地基处理预处理工程效果分析[J].中国水运，2013（9）.

[2]何德良，宋少华，熊国平等.真空预压地基最终应力与唯一的解释[J].河海大学学报（自然科学版），2009（12）.

[3]赵光勇，王少华.真空排水预压法加固软土技术[M].人民交通出版社，2008.

[4]王朝勇，宋少杰.某工程软土地基处理效果分析[J].