前言：本工程地基處理施工之前，選取不同類型的塑料排水板進(jìn)行真空預(yù)壓小型模擬試驗(yàn)，一方面可以選定適用于本工程地質(zhì)條件的塑料排水板的類型，另一方面選定適用于本工程條件的淺層處理施工工藝，保障項(xiàng)目施工的質(zhì)量和進(jìn)度要求。
　　一、概述
　　1.1 工程概況
　　珠海港高欄港區(qū)神華煤炭儲運(yùn)中心一期工程陸域地基處理工程位置位于珠海港大突堤北側(cè)擬建煤炭儲運(yùn)碼頭后方與東側(cè)，其東西方向長約1500m，南北方向?qū)捈s640m，面積約96萬㎡。陸域形成擬采用吹填為主的造陸方案，煤堆場堆高17m，使用荷載約160kPa。地基處理方案擬采用真空-堆載聯(lián)合預(yù)壓、堆載預(yù)壓、真空預(yù)壓等。整個項(xiàng)目的施工質(zhì)量要求高，施工工期緊迫。
　　1.2工程地質(zhì)評價
　　1.場地穩(wěn)定性和適宜性
　　根據(jù)區(qū)域地質(zhì)資料、現(xiàn)場地質(zhì)調(diào)查及本次鉆探揭示的情況，影響本區(qū)斷裂的主要活動時代在白堊紀(jì)～第三紀(jì)，延至近代為繼承性斷裂構(gòu)造，自第四紀(jì)晚更新世以來活動已漸減弱，現(xiàn)處于相對穩(wěn)定狀態(tài)。勘區(qū)場地水域及周邊地勢較為開闊，除軟土外未見影響場地穩(wěn)定性的不良地質(zhì)現(xiàn)象，不會產(chǎn)生崩塌、滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害。場地基底由侵入巖構(gòu)成，場地內(nèi)及其附近現(xiàn)無人為地下工程活動及開采地下水的活動，不存在巖溶作用，不會產(chǎn)生有地面塌陷、地裂縫等地質(zhì)災(zāi)害。場區(qū)穩(wěn)定性好。
　　由于場地上部軟土分布厚度大，范圍廣，只要采取合適的地基處理方法就能滿足承載力和變形的要求。
　　2. 場地土的工程性質(zhì)
　　① 據(jù)本次勘察揭露，本區(qū)上部地層主要為第四系全新統(tǒng)海積軟土（Q4m），中部為第四系上更新統(tǒng)沖洪積層（Q3al+pl）和海積（Q3m），基底為燕山期泥質(zhì)砂巖（γ），除較厚軟土層需要地基處理外，未發(fā)現(xiàn)其它不良地質(zhì)現(xiàn)象。
　　 ② 勘察區(qū)地形平緩，下臥基巖強(qiáng)度好，分布連續(xù)穩(wěn)定，場地內(nèi)及其附近無人為地下工程及開采地下水活動，不存在巖溶作用，不會產(chǎn)生地面塌陷、地裂縫等地質(zhì)災(zāi)害，場地穩(wěn)定性良好。
　　 ③ 勘察區(qū)域強(qiáng)風(fēng)化巖以上覆蓋層以較弱淤泥質(zhì)土及一般粘性土為主，除砂性土外，其各層總體強(qiáng)度不高，f=40～160kPa，土質(zhì)差，壓縮性高。
　　 ④場地內(nèi)軟弱土層主要為第一大層及③1淤泥質(zhì)粘土，由于其分布面廣，厚度大，須經(jīng)過處理后，方可做為基礎(chǔ)持力層使用。
　　⑤ 鉆探結(jié)果表明，對第一大層軟土地基處理深度應(yīng)不小于②1粘土層頂板高程（-11.44m～-19.34m），對個別區(qū)段的③1淤泥質(zhì)粘土由于其埋藏較深（-20m～-37m）且厚度較厚，處理深度及范圍應(yīng)按地質(zhì)剖面圖區(qū)別對待。
　　⑥ 根據(jù)本工程特點(diǎn)，為控制大面積深厚軟土區(qū)域的工后沉降，排水固結(jié)有造價低、加固效果好、施工工藝成熟的優(yōu)勢，是較合適的處理方法。為此，本工程采用真空-堆載聯(lián)合預(yù)壓、堆載預(yù)壓和真空預(yù)壓等方法進(jìn)行軟基處理是適合的。
　　 ⑦ 對軟弱土層的加固處理中，由于地層顯示部分區(qū)域夾有不等厚的粉土、粉細(xì)砂、中粗砂等相對較硬的透鏡體，會給打設(shè)塑料排水板或砂樁埋設(shè)施工中加固帶來一定阻滯。
　　二、試驗(yàn)概況
　　本工程擬利用港池及航道疏浚土吹填造陸，吹填土及原泥面以下軟土層總厚度達(dá)30余米。為滿足工程工期需要，首先對吹填土進(jìn)行表層處理，盡快形成深層地基處理施工墊層，再根據(jù)場地的不同使用荷載要求，深層地基處理分別采用真空預(yù)壓法和真空－堆載聯(lián)合預(yù)壓法進(jìn)行處理。
　　 為保證施工質(zhì)量，加快施工進(jìn)度，我們需要選定最適用于本工程地質(zhì)條件的塑料排水板和最適用于本工程條件的淺層處理施工工藝及參數(shù)等。目前，正在進(jìn)行的現(xiàn)場取土小型模擬試驗(yàn)，將為相應(yīng)工作提供技術(shù)參數(shù)，爭取在工期和質(zhì)量上能夠進(jìn)一步優(yōu)化！
　　三、試驗(yàn)工藝流程
　　1、工藝概述
　　 從現(xiàn)場取本工程新近的吹填土（選取細(xì)顆粒含量較高、含水量不宜小于80%的土），放進(jìn)直徑1米、深度約1米容器內(nèi)，選擇4種不同濾膜的排水板進(jìn)行試驗(yàn)（6組，每組做3個試驗(yàn)，分組如下表所示），每個桶內(nèi)插入2根排水板，連接抽真空管路并密封后進(jìn)行抽真空，測定抽真空一定時間后不同濾膜的排水板的抗淤堵性能、有效排水固結(jié)半徑、土的固結(jié)變形等指標(biāo)。主要通過測量抽真空前后土的沉降量的大小來反應(yīng)不同濾膜排水板的排水性能，以及卸載后分別于排水板邊和桶邊取土樣做試驗(yàn)，測定處理后土樣的各項(xiàng)指標(biāo)。
　　
　　
　　土樣含水率
　　
　　塑料排水板分組表
　　2、試驗(yàn)工序
　　試驗(yàn)工序流程圖
　　
　　（1）試驗(yàn)準(zhǔn)備
　　取新近吹填的細(xì)顆粒含量較高、含水量約60%的土放入18個桶內(nèi)(詳細(xì)數(shù)據(jù)見附表)，桶中心間距1.3m，共兩排，每排9個桶 ， 桶外邊均標(biāo)上不同濾膜的排水板型號。
　　
　　試驗(yàn)平面布置圖
　　（2）濾管制作及其與排水板連接
　　主干管和支管采用直徑為50mm硬質(zhì)管，管做成倒“T”型，三通連接，水平管長70cm，豎向管高50cm，水平管兩邊用堵頭堵住，距兩頭10cm處向豎向管每隔3cm鉆一直徑約3mm小孔，需鉆孔長度為10cm，其外面包裹一層無紡?fù)凉げ家员苊庥倌嘀型亮＿M(jìn)入管內(nèi)產(chǎn)生堵塞。排水板繞10cm有孔濾管連接，接頭處用大號訂書機(jī)訂緊。
　　（3）插板
　　選用四種不用的濾膜塑料排水板分別采用人工插入裝好土樣的桶，每個桶插2根，每根板長1.6m，插入桶1.3m，預(yù)留30cm做為輔助插板，板間距30cm，板面中心均距桶內(nèi)邊30cm。
　　（4）鋪設(shè)密封膜
　　密封膜采用2層聚乙烯或聚氯乙烯薄膜鋪設(shè)，采用人工一次性鋪設(shè)2層于土樣表面，密封膜自一端向兩側(cè)進(jìn)行，埋入桶邊界深約50cm，并緊貼于土樣邊。
　　（5）管與安裝射流泵之間連接
　　安裝射流泵時，在水箱進(jìn)水口處安裝壓力表，以便檢查抽真空壓力和維護(hù)桶密封性。安裝后進(jìn)行設(shè)備調(diào)試，檢查質(zhì)量，作好抽氣準(zhǔn)備。
　　（6）抽真空
　　在抽氣期間，仔細(xì)檢查容器的密封性，并保證射流箱內(nèi)循環(huán)水要不斷補(bǔ)充，確保泵的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。
　　（7）沉降記錄
　　在土樣的膜頂面做好記號，選容器兩邊固定點(diǎn)作測量輔助點(diǎn)，測量沉降時均在同一個位置測量數(shù)據(jù)，并做好記錄，以便數(shù)據(jù)分析。
　　
　　塑料排水板濾膜試驗(yàn)沉降記錄
　　（8）卸載
　　根據(jù)設(shè)計要求及現(xiàn)場需要獲取的技術(shù)參數(shù)，確定卸載時間及卸載標(biāo)準(zhǔn)。
　　CP3號桶卸載拆除后，取桶內(nèi)圖樣，進(jìn)行土工試驗(yàn)，數(shù)據(jù)如下
　　土工試驗(yàn)成果表
　　四、試驗(yàn)數(shù)據(jù)初步分析
　　經(jīng)過36天小型抽真空試驗(yàn)，從已卸載CP3號桶的取土試驗(yàn)結(jié)果來看，土樣含水量有明顯降低，加固效果顯著，具體數(shù)據(jù)如附表所示，初步分析如下：
　　1、本試驗(yàn)抽氣前25天，沉降量十分明顯，土樣加固效果顯著，后10天沉降速率下降明顯，只占總沉降的10％左右。
　　2、將不同濾膜排水板的土樣沉降量平均值作比較，各種排水板的沉降量相差不大，因各試驗(yàn)容器內(nèi)的土樣初始含水量有差異，普通排水板的沉降量略大，初步說明在試驗(yàn)土樣含水量范圍內(nèi)，短期抽真空時各種排水板的排水效果相差不大。
　　3、在小型抽真空試驗(yàn)后期，從設(shè)置普通板容器內(nèi)抽出的始終是清水，設(shè)置杜邦濾膜排水板和整體排水板容器內(nèi)抽出的水先后變混濁，說明土中的微細(xì)顆粒沒有透過普通濾膜排水板濾膜，而杜邦濾膜和整體板濾膜可使粘土中的一些微細(xì)顆粒通過，具有一定的防於堵性能。
　　五、結(jié)語
　　1、排水板透水性試驗(yàn)對本工程地基處理工作有指導(dǎo)作用。
　　通過本塑料排水板透水性試驗(yàn)，我們及時準(zhǔn)確的記錄試驗(yàn)數(shù)據(jù)，通過觀測和數(shù)據(jù)分析，選取適應(yīng)本工程地質(zhì)情況的塑料排水板類型分別應(yīng)用于淺層處理和深層地基處理，對于本工程質(zhì)量、工期的保證將起到十分重要的作用。
　　2、淺層處理排水板可采用價格較低的普通濾膜排水板。
　　濾膜試驗(yàn)具有一定代表性，但由于受取土條件的限制，原始土樣含水率較低，雖不能完全代表吹填土的性質(zhì)，但試驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，普通排水板在抽真空初期排水效果與整體排水板、防杜邦濾膜排水板、杜邦濾膜排水板差異不大，本工程淺層處理時間預(yù)計為45天，試驗(yàn)顯示，在36天抽真空期間內(nèi)，普通排水板淤堵不大明顯，能夠?qū)崿F(xiàn)淺層處理的目標(biāo)。
　　3、深層處理排水板宜選擇價格適中的整體排水板。
　　整體排水板濾膜具有一定的防於堵性能。現(xiàn)試驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，普通排水板在抽真空試驗(yàn)前期的沉降效果較好，后期與整體排水板接近；抽真空后期普通板出水仍為清水，而整體板在試驗(yàn)后期出水管的水已經(jīng)開始變渾濁，顯示其濾膜可使粘土中的一些微細(xì)顆粒通過，具有一定的防於堵性能。本工程吹填土含水率和微細(xì)顆粒含量高、抽真空時間長，需要采用具有防於堵性能的排水板。
　　整體板的力學(xué)指標(biāo)和透水性指標(biāo)均較普通板高，本工程堆場區(qū)預(yù)計地基處理期間平均沉降超過3米，在地基處理期間將較大的變形，排水板的性能越好，越能保證排水板性能的發(fā)揮，從而保證地基處理效果。