(山东电力建设第三工程公司 山东青岛 266100)
摘要：文中通过印尼JAWA5和JAWA7这两个项目的投标实例，分析比较了堆载预压法、真空预压法及联合法处理软土地基的技术、工艺、工期及造价，阐述了堆载预压法为这两个项目最经济有效的方案，同时为今后东南亚国家类似项目投标报价及现场施工提供参考依据。
关键词：地基处理、堆载预压、真空预压
1工程地质条件：
印尼JAWA5/JAWA7项目位于印尼爪哇岛沿海地区，北侧靠海，南侧临河，全场面积为160公顷，其中二分之一区域为废弃的鱼塘，场地自然标高为+1.0米，设计回填标高为+3.5米，全场需大面积回填；而根据地质勘察结果：浅层5-10米为淤泥质土，含水率较高，孔隙率较大，高压缩性、低强度、低渗透性的超软层，甚至局部地区达到20米厚，其沉降量很大，且需要很长的时间才能完成。
2软基处理方法：
合理的软土地基处理方法应该是技术上可靠、工期合理、造价经济、施工简便，能够满足该工程的技术条件和要求的软基处理方案很多种，不同的方案对工期、造价和原材料的需求不同，根据项目实际情况综合考虑，考虑下面几种地基处理方法：堆载预压法，真空预压法、堆载预压和真空预压联合处理法、化学药剂法等。
2.1堆载预压法：
堆载预压法通过在软土中打设砂井或排水板和设置水平排水系统加快淤泥层在荷载作用下的排水固结并通过加载的方法在短时间内减少淤泥层的工后沉降。它是最常用的软基处理方法，该方法技术成熟有丰富的工程经验且在多种软基处理方法中其造价是最低的，但由于软土的固结沉降需要一定时间去完成，故其工期一般稍长。
2.1.1堆载预压机理：
堆载预压法是外面施加荷载，即施加附加应力通过增加总应力引起超静孔隙水压力，通过一定的预压施加，孔隙水压力消散，总应力逐步转化为有效应力，使土体发生压缩、强度增加的方法。
土层的固结过程就是孔隙水压力消散和有效应力增加的过程。即：也是土体密度和强度随时间而增长的过程。
总应力σ、有效应力σ ＇、孔隙水压力ｕ三者间关系：当荷载作用于饱和土体时，这些荷载是由土颗粒和孔隙水共同承担的。通过土粒间接触点传递的粒间应力称有效应力；通过孔隙水传递的应力称为孔隙水压力。
σ＇＝σ－ｕ
此时的固结度U表示为：
2.1.2施工要点
（1） 预压荷载取等于或大于建筑物基底压力。
（2）堆载的顶面宽度应不小于建筑物的底面宽度。
（3）荷载较大时，分级加荷，控制每级加载量的大小和加荷速率。一般控制标准是：地基最大下沉量不宜超过10mm/d，水平位移不宜大于4mm/d；孔隙水压力不超过预压荷载所产生应力的50%~60%。
（4）卸载条件：地面总沉降量达到预压荷载下计算最终沉降量的80％以上；理论计算的总固结度达80%以上；地基沉降速率已降到0.5～1.0mm/d。
（5）监测堆载过程中孔隙水压力的变化以及地基土水平位移和垂直位移的情况
（6）竖向排水体深度的选择：
当软土层不厚、底部有透水层时，排水体应尽可能穿透软土层；
当深厚的软土层间有砂层或砂透镜体时，排水体应尽可能打至砂层或砂透镜体。而采用真空预压时应尽量避免排水体与砂层相连接，以免影响真空效果；
对于无砂层的深厚地基则可根据其稳定性及建筑物在地基中造成的附加应力与自重应力之比值确定(一般为0.1～0.2)
竖向排水体长度一般为10～25m。
竖向排水体的布置范围一般比建筑物基础范围稍大些。扩大的范围可由基础的轮廓线向外增大约2～4m。
（7）砂井顶部的砂垫层采用中粗砂，含泥量应小于3%，厚度0.5m左右；在砂料贫乏地区，可采用连通砂井的纵横砂沟代替整片砂垫层。
2.2真空预压法
真空预压：设砂垫层＋垂直排水管道＋封闭膜＋水平吸水管道+抽真空
2.2.1机理：通过抽真空，在膜的内外形成压差，使土体中的孔隙水不断排出，从而使土体固结。
2.2.2真空预压原理主要表现在三个方面
(1).薄膜上面承受等于薄膜内外压差的荷载。
(2).地下水位下降，附加应力相应增加。
抽气前后地下水位降低，此范围内土体由浮重度变为湿重度，土体固结压力增加。
(3).封闭气泡排出，土的渗透性加大。
2.2.3真空预压加固区
加固区每块面积宜大不宜小。一般加固面积6000～10000m2为宜。
抽气阶段施工要求与质量要求
a.冬季抽气，应避免过长时间停泵；
b. 密封膜宜铺设三层，以确保自身密封性能。
d.加工完毕的密封膜应堆放在阴凉通风处；其间适当撒放滑石粉，防止粘连；
e.在铺设滤水管时，滤水管之间要连接牢固。
f.抽气时膜内真空＞80kPa；停止预压时地基固结度要求大于80%；
g.预压的沉降稳定标准为连续5d，实测沉降速率不大于2mm/d。
2.2.4真空预压施工质量检验及验收
(1).塑料排水带—应测定其纵向通水量、抗拉强度、滤膜渗透系数和等效孔径等。
(2).砂井和砂垫层砂料，应做颗粒分析和渗透性试验。
(3).对预压工程，应进行地基竖向变形、侧向位移和孔隙水压力等项目的监测。
(4).真空预压工程应进行膜下真空度和地下水位的量测。
(5).排水竖并处理深度范围内和竖井底面以下受压土层，经预压所完成的竖向变形和平均固结度应满足设计要求。
(6).应对预压的地基土进行原位十字板剪切试验和室内土工试验。必要时，尚应进行现场载荷试验，试验数量不应少于3 点。
2.3真空+堆载预压联合处理方法
真空预压荷载施加，是在被加固软土表面和深度范围内完全密封抽真空特定条件下，被加固软基内外形成大气压差，并以此作为预压荷载，当设计荷载超过80~90kPa时，可与堆载预压联合使用，称为“真空联合堆载预压排水固结法”。真空预压与堆载预压联合加固，实践证明其加固效果可以叠加，真空预压是逐渐降低土体的孔隙水压力，不增加总应力，而堆载预压是增加土体总应力，同时，使孔隙水压力增大，然后逐渐消散。
2.3.1 施工步骤
⑴ 铺设50cm厚砂砾垫层，并打设塑料排水板；
⑵ 在砂砾垫层中埋设主、滤管；
⑶ 填10cm厚细砂垫层；
⑷ 铺设复合土工布和密封膜；
⑸ 在加固区边缘挖沟、填沟、安装并连接抽气管道和射流泵；
⑹ 检验土工膜密封情况；
⑺ 土工膜上铺设20cm厚细砂层和30cm厚的粘土层,以保护密封膜；
⑻ 开始抽气，密切注意膜下真空度的变化，发现漏气，及时处理，当膜下真空度稳定到设计值后，连续抽气一周左右，进行上部堆载填筑。
结论
堆载预压法施工工期约需6~7个月完成，且施工简单容易控制，费用造价主要体现在堆载回填的造价上，而该项目仍然有5米左右的厂区大面积回填土施工，可以充分利用这一条件减少费用。
真空预压法施工工期大约在5~6个月左右完成，施工工期、设备需求相对复杂些，对于劳动力的工艺要求较高，费用造价主要体现在真空系统上因此造价较高。缺点是理论上，当地基达到完全真空时，可产生1个大气压即100kPa的预压荷载。但在实际工程中，根据目前的技术能力，使地基达到完全真空是不可能的，一般能达到85～90kPa，由于该项目需求地基承载力达到130KPa因此该方案不可取。
联合法：施工工期大约在4~5个月完成，但是造价相对较高，采用该法施工总造价将超过1.5亿人民币，将极大的增加该项目的总报价，不利于我方中标。
综合考虑堆载预压法工期满足里程碑计划需求、造价相对较低、施工简单易控制，是该项目投标报价最经济有效的方法。
参考文献
［1］叶国良，张敬，郭树军，等，真空预压法加固软土地基的几点新认识［J］.水运工程，2004（10）：97-100
［2］王旭东，董书海，超厚冲填土对其下卧软土层的堆载预压效应［J］.水运工程。2005（6）：80-82
作者简介
姓名：侯晓兵 工作单位：山东电力建设电三工程公司 职务：海外市场部技术专工
姓名：董栋梁 工作单位：山东电力建设电三工程公司 职务：海外市场部技术专工
论文作者:侯晓兵,董栋梁
论文发表刊物:《电力设备》2016年第15期
论文发表时间:2016/11/7
标签：预压论文; 真空论文; 孔隙论文; 应力论文; 荷载论文; 地基论文; 水压论文; 《电力设备》2016年第15期论文;