真空联合堆载预压区堆载施工方案及其对比

真空联合堆载预压区堆载施工方案及其对比

庞传艺

十一冶建设集团有限责任公司 广西 柳州市 545007

摘要：结合防城港钢铁基地项目（一期）原料场系统地基加固工程作为施工实例，本文阐述了真空联合堆载预压加固软土地基的优势，同时提供了不同的施工方案进行展开对比，希望能够给同行带来一定的参考价值。

关键词：真空联合堆载；预压区；施工方案；对比

1引言

原料场南区真空联合堆载预压处理区域主要为煤堆场区，真空联合堆载预压地基处理面积约为17.8万m²，主要划分成为7个小区，即M-A1~M-A7，具体划分如下图1所示。

图1真空联合堆载预压区域平面布置图

2真空联合堆载预压加固地基的优势分析

真空预压法通常被应用在渗透性相对较低的饱和软粘土地基，其常见优势即体现在加荷规模大、速率快，无须采取大规模机械装置，而是采用大气来进一步加固软土地基，同时也无需采取诸多的预压材料和实物，能够缩减取土、弃土的规模，有助于降低水土流失的几率。除此之外，在利用真空预压法加固软土地基的过程中，作用于土体的总应力并未上升，而是减少了孔隙水的压力，土体仅仅出现了收缩变形的现象，而不会出现剪切变形，此时地基也不会侧向向外挤出，而只是侧向紧缩，所以真空排水预压荷载并不要求分级施予。最后，真空预压法就是利用既定排水通道朝着土体传输真空度，从而让真空度在加固范畴中是匀称布局的，所以经过加固处理后的地基，相较于堆载预压加固的还要匀称，加固环节的平均沉降量相对较大。值得注意的是，单一的真空预压处置软基其预压荷载不可以大于100kPa，所以这也存在一定的使用局限性。堆载预压能够在一定程度上避免软土的次固结沉降，其不足之处就体现在如下几方面，即预压期路堤极易丧失稳定性，预压周期较长，但是真空预压联合应用堆载预压，可以有效地弥补上述局限性，同时采用上述方法各自生成负的超静水压力(即真空预压)以及正的超静水压力(即堆载预压)，如此一来，就能够让土体在短时间内迅速地固结，强度获得上升，而对于路基稳定性来说，考虑到真空预压法负压的出现，可以让加固路基的侧向变形朝着路基内侧进行延伸，而因为堆载预压具备一定程度的荷载作用，侧向变形的方向常常远离加固区。所以，联合采用上述方法可以有效地提升路基的侧向稳定性，减少路基失稳的几率。

3真空联合堆载预压区堆载施工方案

3.1设计方案

真空联合堆载预压法，也就是真空预压满载10天后于膜上填土堆载预压，和真空预压一同加固地基土。施工方法即密封膜上排水之后，再平铺一层250克/平方米机织土工布，然后再平铺0.5米厚膜上保护层，接着再依据监测信息逐级加载，堆载高程大致是4米，总堆载厚度即4.5米。

3.2工程量及要求

3.2.1工程量

预估要求进场土方即80.1万立方米，在此之中，0.5米膜上保护层方量为即8.9万立方米。

3.2.2堆载要求分析

第一，要保证堆载料容重不低于17.5kN/m³，素土容重不低于17kN/m³；

第二，堆载料采取山皮石，最大粒径不超过300毫米，同时不要大于回填层厚的三分之二，含土量不超过30%，最小强度（CBR）也不要超过5%；最好不要使用泥炭、冻土、草皮土、有机土等易溶盐大于标准含量的土；

第三，谨慎把控堆载施工速率，同时要及时和监测单位展开对接，依据沉降速度、侧向位移、孔隙水压力状况，进一步调控堆载厚度、时长间隔等等，保证不会产生诸如淤泥土失稳，鼓起的问题；

第四，由于5月至7月属于雨季，施工人员要注意雨水气候下的施工安全，由于雨后场地较滑，所以要等到土干燥之后方可继续作业；

第五，保护层施工，施工人员要维护好密封膜，避免出现漏气现象，从而进一步影响到真空预压；

第六，堆载厚度要依据沉降标标注计量厚度。

3.3施工方案分析

3.3.1方案一

首先，设置4个备砂区，备足砂土；

第二，密封沟进料路口铺钢便桥，共12个；

第三，采用小型机械配合人工运输、摊铺0.5米厚保护层：人工双轮推车铺砂，上垫4米宽钢板，小型机械向内运砂，人工双轮推车铺砂推进。

第四，采用小型车运土堆填1.5米厚第一层堆载土，采用碎石铺填6米宽施工便道，向前推进，其他区域碾压密实；

第五，地二层堆载土厚度1米，采用大型自卸车运土，辅助6米宽施工便道向前推进，铲车，推土机、挖掘机等进行施工，其他区域碾压密实；

第六，第三层堆载土厚度1.5米，采用大型自卸车运土，铲车，推土机、挖掘机等进行施工，辅助6米宽施工便道向前推进，碾压密实；

第七，不填差异方量，确保达到4.5米堆载厚度；

第八，堆载层顶开挖纵横向排水沟，并在场地四周布置排水边沟，将水排至西侧护城河；

最后，卸载后碾压交工。

3.3.2方案二（袋装砂+井字形方案）

首先，设置4个备砂区，备足砂土；

第二，密封沟进料路口铺钢便桥，共12个；

第三，采用袋装砂钢板铺路，呈井字格形，间距50米，小型机械运输、摊铺井字中间0.5米厚保护层：砂袋上垫钢板，小型机械向内运砂；

第四，采用小型车运土堆填1.5米厚第一层堆载土，采用碎石铺填6米宽施工便道，向前推进，其他区域碾压密实；

第五，地二层堆载土厚度1米，采用大型自卸车运土，辅助6米宽施工便道向前推进，铲车，推土机、挖掘机等进行施工，其他区域碾压密实；

第六，第三层堆载土厚度1.5米，采用大型自卸车运土，铲车，推土机、挖掘机等进行施工，辅助6米宽施工便道向前推进，碾压密实；

第七，不填差异方量，确保达到4.5米堆载厚度；

第八，堆载层顶开挖纵横向排水沟，并在场地四周布置排水边沟，将水排至西侧护城河；

最后，卸载后碾压交工。

3.3.3方案三

首先，设置4个备砂区，备足砂土；

第二，密封沟进料路口铺钢便桥，共12个；

第三，采用小型机械摊铺0.5米厚保护层：上垫4米宽钢板，小型机械向内运砂，轻型挖机向道路两侧摊铺。

第四，采用小型车运土堆填1.5米厚第一层堆载土，采用碎石铺填6米宽施工便道，向前推进，其他区域碾压密实；

第五，地二层堆载土厚度1米，采用大型自卸车运土，辅助6米宽施工便道向前推进，铲车，推土机、挖掘机等进行施工，其他区域碾压密实；

第六，第三层堆载土厚度1.5米，采用大型自卸车运土，铲车，推土机、挖掘机等进行施工，辅助6米宽施工便道向前推进，碾压密实；

第七，不填差异方量，确保达到4.5米堆载厚度；

第八，堆载层顶开挖纵横向排水沟，并在场地四周布置排水边沟，将水排至西侧护城河；

最后，卸载后碾压交工。

3.3.4方案四

由于堆载预压工期长、破膜风险高、对周边环境影响大，为满足总体工期要求，降低施工风险和保证工程质量方面，可以在真空预压后，采用砂石桩二次处理，及真空预压+砂石桩方法。

4方案对比及推荐方案

4.1方案造价对比

表1方案造价对比表

以上工期开始时间按2019年5月25日计算。

4.2方案工期对比

表2方案工期对比表

根据上述造价及工期对比，不难看出，方案一的造价成本最高，即5120.86万元，而方案四（砂石桩方案）的造价成本最低，即4818.2万元，且工期时长最短，因而优先选取方案四。

结束语

综上所述，本工程通过真空预压后，采用砂石桩二次处理，及真空预压+砂石桩方法，能够有效地发挥其在处置地基过程中地优势，且所需地施工周期最短，造价成本最低，进一步加速了软基排水固结的速率，提升了路基的稳定性。

参考文献

[1]谢晓华，周永章，张澄博，等.真空联合堆载预压软基加固机理分析及工程应用[J].四川建筑科学研究，2016(005):112-116.

[2]石啸，刘淑娟.真空联合堆载预压法加固超软土地基施工要点[J].中国港湾建设，2015(01):74-77.

[3]熊熙，王杰光，曹辉，等.真空联合堆载预压与堆载预压软土地基加固对比研究[J].路基工程，2015(003):53-56.

作者简介：庞传艺，男，1985年10月7日出生，本科学历，工程师职称，主要从事土木工程施工技术、管理等方面研究。