探究堆载预压法在软弱地基处理中的应用
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摘要：随着我国城市建设速度的加快，建筑各类建设工程项目越来越多，在建设过程中经常会遇到软弱地基施工的情况。对于软弱地基的处理有很多种方法，其根本目的都是为了保证工程的施工质量。本文中结合实际案例对堆载预压法在软弱地基处理中的应用进行探讨，希望能够为同类施工提供借鉴。
关键词：堆载预压法；软弱地基；设计；施工工艺
中图分类号：TU47 文献标识码：A 文章编号：
随着我国城市化进程的加快，城市规模不断扩大，各类建设项目越来越多，对促进城市的建设与经济的发展起到了促进作用。当遇到软弱地基施工的时候，如果处理不好，将会导致基础稳定性差，影响到工程的建设质量。堆载预压法是一种软弱地基处理工法，具有低污染、造价低、操作简单等优点，在当前软弱地基中应用较为广泛。
一、工程概况
某大型建筑处于三面环水的地段，其总占地面积约为50万m2，其中绿地、湖区、道路以及室外展场的占地面积约为20万m2。该工程的施工现场的土层主要为淤泥质土，它具有抗剪强度低、压缩性高、含水量高以及沉积时间相对较短的特点。由于施工现场的土层强度无法满足该工程在建设过程中对地基强度的要求，因此，在对工程的主体结构进行建设之前，就必须采取有效地措施来对软弱地基进行处理。众所周知，在对软弱地基进行处理时，其主要的方法有换土垫层、填土法、夯实法、压实法等方法，在本工程中主要应用堆载预压法对软弱地基进行处理。
二、地基处理方案的设计
1、堆载预压
在该工程的建设过程中，由于绿地、湖区、道路以及室外展场等场地的建设对地基的沉降量有一定的要求，即沉降量不能过低，但它对于地基承载力的要求相对较低，且工程的施工周期相对较长。基于工程建设过程中的此类要求，对于该工程施工现场的软地基处理采用堆载预压排水固结法，即按照堆载施工工艺的相关要求，对软弱地基进行由近到远、分层碾压、分层堆载处理。堆载预压法的工作原理就是通过施加压力来挤压土体，以此来降低土体中的含水量，降低土体颗粒之间的空隙，使土粒之间的结合变得更为紧密，以便于达到减少土体的压缩性、强化土体的强度，提升软土地基的承载能力，降低工程施工过程中地基沉降量的目的。
2、施工工序
通过对工程的实际建设进行试验，最终的堆载施工工序为吹砂—观测仪的埋设、设置集水井与盲沟、塑料排水板的安插—无纺土工布的铺设—分层填土以及逐级碾压。
三、软弱地基处理的施工工艺
（一）排水施工
1、水平排水系统的施工
①砂垫层的施工。垫层材料应采用透水性好的砂科，其渗透系数一般不低于1×l0-2cm/s，同时能起到一定的反滤作用。通常采用级配良好的中粗砂，粘粒含量不宜大于3％。一般不宜采用粉、细砂。由于该工程的施工场地原为鱼塘饱和软弱地基，且施工现场的水资源十分丰富，因此，可以先利用珠江河流来对建筑物的待建场地进行吹填砂施工，吹填砂的厚度大概在1.5m左右。这样做的主要目的就是在待建场地的土体表层形成横向排水、改善施工现场的土体条件、在地表形成硬壳层以及对施工现场的淤泥进行排挤，这样做不仅能够增加软弱地基的强度，而且它还对填土堆载区后续施工过程中的运土车辆运以及机械的运行提供了便利。
②排水盲沟的施工。在该工程的堆载区内，每间隔70m就必须设置一条盲沟，并采用含泥量低于3%、级配均匀、粒径在3~5cm的碎石来作为盲沟的渗滤材料。利用无纺透水性土工布来对所有的渗滤材料进行完全的包裹，且包裹的搭接长度不能低于30cm，此外，在盲沟的沟底还必须设置3%以上的排水坡度来进行排水。
③集水井以及排水沟的施工。在对工程进行建设的过程中，在堆载区附近一定要设置临时的集水井以及排水沟，以便于将盲沟中的水流汇集到集水井中，最后再利用水泵将集水井中的水排入到河流中。在排水沟的底部以及边坡处抹上50mm厚的砂浆来对其边坡进行保护，将规格为φ800的钢筋混凝土管预埋在盲沟与排水沟的接口处，并在钢筋混凝土管的接口处包裹上两层土工布，排水沟的截面示意图如图1所示。
图1排水沟的截面示意图
2、竖向排水系统的施工
对深厚软粘土地基，为了加速土体的固结，必须设置塑料排水带或砂井等排水竖井。最早的排水固结法是砂井排水，但此法存在的问题是地基变形后，容易产生断颈和颈缩。塑料排水板法弥补了砂井的不足，使施工工艺大大简化，工效成倍增长，
①袋装砂井排水。在砌筑沙井的过程中，最好选择中粗砂来作为原材料，同时还必须确保原料砂中粘粒的含量不能超过3%，粒径大于0.5mm的砂石必须占到砂石总量的一半以上。砂井的渗透系数必须小于1×10-2cm/s,在对沙井进行砌筑的过程中，一定要将原材料中的杂质去除干净，且灌砂率必须在90%以上。
②塑料排水板。在对塑料排水板进行选择的过程中，其型号最好为B型，这种塑料排水板的两面都有凹槽，且具有较好的三维透水性。在对塑料排水板进行安装的过程中，其外部所包裹的无纺布滤膜可以确保排水通道的通畅，因此，可以使用这种材料来形成竖向的排水带。
③在对竖向排水系统进行布置的过程中，最好按照等边三角形来对其进行布置，其间距为1m，其打入的深度必须穿透整个淤泥层，同时它在砂层中的长度最好在1m左右。排水系统的上端最好比砂垫层高出0.2m，并根据设计的要求来对土工布进行铺设。
（二）堆载施工
在本工程中，堆载区主要有围堰区与非围堰区，其中围堰区的堆载层厚度为3.5m，其完成面的标高为10.5m；非围堰区的堆载层厚度为2.5m，其完成面的标高为9.5m。在堆载施工的过程中，必须根据该工程的设计要求来对其进行分层碾压、分层加载，在对其进行加载的过程中，必须确保每层堆土层的厚度在1m左右，当土层的密度达到85%时，即可停止堆载施工。此外，该工程的堆载施工是利用自卸汽车将规定土体运送到施工现场后，再利用推土机将其推平，最后再对土体进行由近及远的堆载施工。
（三）监测设备的预埋以及观测的要求
在本工程的建设过程中，为了对工程建设施工现场深层土体的变形进行深入的了解，观察堆载施工时土体是否出现剪力变形以及土体孔隙水压力的消散规律。因此，在对工程地基进行堆载施工的同时还必须利用监测设备来对边桩水平位移、孔隙水压力、分层沉降量等项目进行监测，设备的预埋情况如图2所示。
图2监测设备的预埋示意图
上图中a图为沉降板的监测设备预埋图，b为边桩的监测设备预埋图，c为分层沉降以及孔隙水压力的监测设备预埋图。
四、结语
在建筑物建设和施工中对软粘土地基的处理方法有很多，要根据实际的工程状况选择合适的处理方法，才能达到预期的效果，保障道路建设的质量。通过对现场的监测情况进行分析，我们可以发现，堆载预压排水固结法对于软弱地基的处理具有极为明显的效果。
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