直排式真空预压工艺施工效果分析

直排式真空预压工艺施工效果分析
摘要:天津港国际邮轮码头地基处理工程c4区地基处理采用直排式真空预压技术。

这种用滤管取代中粗砂垫层的新工艺较之常规工艺，可使真空效果更直接，有效。

关键词: 地基处理;直排式真空预压
abstract: tianjin port international cruise terminal foundation treatment works c4 district foundation vertical vacuum preloading. this filter tubes to replace the coarse sand cushion in the new technology compared to conventional technology, allows the vacuum effect is more direct and effective.key words: foundation treatment; vertical vacuum preloading
中图分类号：u655.54+4 文献标识码：a文章编号：2095-2104（2012）
前言
目前，在天津滨海地区吹填土地基处理方法主要是真空预压法，该方法自20世纪80年代后期被成功应用以来，大量工程实践证明是加固吹填土的有效方法。

直排式真空预压新工艺还简化了真空预压的施工工序，缩短了真空预压期，节约成本，为其他工程提供了良好的借鉴作用。

正文
一、工程概况
天津港国际邮轮码头工程（地基处理c3、c4）位于天津港东疆港区南外堤北侧，前方为在建的天津港国际邮轮码头。

本工程共分两个真空预压区，面积均为33120平米。

其中c3区采用传统真空预压工艺，c4区采用直排式真空预压新工艺。

本工程的两个真空预压区采用两种施工工艺，能较好的反映出直排式真空预压工艺的特点。

二、工艺特点
天津港国际邮轮码头地基处理工程c4区地基处理拟采用直排式真空预压技术。

直排式真空预压法是软基处理领域内的一项新技术，与常规真空预压大部分施工工序均相同；二者最本质的区别在于，前者利用每根排水板均与滤管相连的方式形成水平向排水通道，这种用滤管取代中粗砂垫层的新工艺较之常规工艺，可是真空效果更直接，有效。

三、工程地质概况
根据临近工程的地质勘察资料，该区域原为浅海滩涂，海底泥面标高-1.0～0.0米，场地现泥面标高＋6.0米左右，现泥面至-14.0米左右均为淤泥及淤泥质软土，自上而下土层分布如下：
第一层为新近吹填的淤泥，厚度6.0～7.0米，含水量一般大于60%，流塑状态，高压缩性土层。

第二层上为海相沉积的淤泥质粉质粘土，局部见淤泥与粉土，厚
度1.1～5.5米，灰色与黄灰色。

含少量碎贝壳，含有机质。

十字板强度9.9～29.2kpa，平均20.3kpa，软塑～流塑状态，高压缩性土层。

第二层下为海相沉积的淤泥，层厚5.1～6.7米，黄灰色，饱和，主要为淤泥或淤泥质粘土，局部见粉质粘土与粉土，含有机质。

十字板强度7.9～49.5kpa，平均17.99kpa，流塑状态，高压缩性土层，分布均匀。

第三层为海相沉积的淤泥质粘土，层厚2.1～6.9米，灰色，饱和，无层理，均为淤泥质粘土及淤泥质粉质粘土。

十字板强度16.8～59.4kpa，平均32.7kpa，软塑～流塑状态，高压缩性土层，分布均匀。

四、主要工序施工情况概述
1、吹填粉细砂
实验区粉细砂工作垫层为1.2m。

为防止泥包形成。

施工前制定了吹填厚度控制标准，分层吹填，40cm/层，严格控制超厚度吹填。

2、排水板施打
由于实验区滤管须与排水板直接连接，因此桩位平面误差成为控制重中之重。

经过细致的交底及严格的现场控制，本工程施工中较好的控制了打板偏差较大的问题
3、排水板与滤管绑扎
每排排水板与一条滤管直接相连，具体做法为：将排水板板头轻轻向滤管靠拢，与滤管相连接，并绑扎固定，做到每一根排水板都要与滤管相连。

排水板与滤管绑扎中
绑扎成型
4、真空预压期间
1、c3区于2008年11月1日开始试抽气，11月3日达到设计要求，开始计时。

2、根据工艺要求，c4区真空泵分三批开启，第一批真空泵11月3日开起，开起数量为10台，开始试抽气；第二批真空泵11月12日开起，开起数量为10台；第三批真空泵11月24日开起，开起12台。

11月26日真空压力达到设计要求，进入计时。

在第二批和第三批开泵的间隔期内，真空压力值曾出现大幅度的跌落。

在进行工艺研讨和现场排查后，发现是由于黑砂进入四通内造成里排水通道堵塞造成的。

究其原因，是在传统的真空预压中，作为排水砂垫层的中粗沙粒径较大，不会发生此种情况。

而在此工艺中，作为工作砂垫层的粉细砂粒径细小，会顺着四通与滤管的连接处进入四通及滤管内，并沉积，造成排水通道的堵塞。

在将四通全部更换为接口较软的塑料制四通，并在接口处用两层滤膜包裹绑
扎后，上述状况得到解决。

被黑砂堵塞的真空泵
更换后的四通使用滤膜包裹
五、真空预压期效果分析
本工程检测仪器于2008年10月24日埋设完成，并完成初值测量。

相应监测数据如下：
1）（截止至08-11-26）
11月12以前的孔隙水消散曲线反映出，仅开启1/3真空泵的c4区较已经进入计时的c3区，其孔隙水消散效果更加迅速，沉降数率更大。

这就反映出直排式真空预压工艺的特点：直接、高效。

但由于第二批与第三批真空泵开启间隔内更换了四通，造成表层孔隙水压力消散值反弹。

c4区11月26日开始满载计时。

2）（截止至08-12-11）
c4区在计时期间孔隙水消散曲线的斜率明显大于c3区，孔隙水消散显著。

c3区因密封膜破损造成表层孔隙水反弹。

3）（截止至08-12-18）
表层孔隙水消散正常，但深层监测值仍保持较大的变化率。

c3区
进入沉降减缓期，各项数据趋于稳定。

4）（截止至08-12-25）
沉降观测数据
六、直排式真空预压工艺总结
通过天津港国际邮轮码头工程（地基处理c3、c4）的对比施工，可以发现直排式真空预压新工艺有着良好的前景。

首先，直排式真空预压新工艺加快了地基处理初期的土壤固结速率。

当岸坡前方为规划码头，处理区位于岸坡区时，可更有效的维稳岸坡，便于后续港池疏浚等工序的进行，节省了工期。

其次，新工艺还简化了真空预压的施工工序，缩短了真空预压期。

真空预压工艺处理软基有着良好的效果，但由于工艺流程复杂，加固周期长，工序时长固定不可压缩等不利因素也影响了工程的整体建设。

而直排式真空预压省去了铺设中粗砂工序，同时排水板—滤管—真空泵形成新排水通道更直接更快捷提供真空效果，缩短了真空预压期（本实验对比中c4区由于更换四通及真空泵，影响了真空时间，但仍与c3区同时卸载）。

最后，这种用滤管取代中粗砂垫层的新工艺较之常规工艺，其产生的主要经济效益为能够较大的降低软基处理成本，仅由粉细砂取代中粗砂一项，在本工程中就降低工程造价近80万元。

同时直排式真空预压的真空效果直接，显著，可将满载真空时长缩短10天
以上，其所产生的实际效益同样可观。

参考文献：
[1] 《港口工程地基规范》（jts-147-1-2010）.北京，2010.
[2] 《港口工程岩土工程勘察规范》（jts133-1-2010）.北京，2010.
[3] 《港口工程质量检验评定标准》（jts257-2008）.北京，2008.
[4] 《港口工程施工手册》（jts257-2008）.北京，1997.
注：文章内所有公式及图表请以pdf形式查看。