陈娇

广东省地质局第一地质大队 广东 珠海 519000

1 引言

软土是指天然孔隙比≥1.0，且天然含水量＞液限的细粒土，包括淤泥、淤泥质土、泥炭、泥炭质土等。软土物理力学性能差，软土地基受振动荷载后，易产生侧向滑动、沉降或基础下土体挤出现象；软土对建筑物地基沉降有较大影响，对斜坡、堤岸、码头和地基稳定性不利；软土地基上的建筑物沉降量大，软土地基承载力很低，软土边坡稳定性极差；软土地基在加载初期常出现较高的孔隙水压力，影响地基强度。对厚层软土场地，最为常见的地基处理方法为预压法。预压法一般分为堆载预压、真空预压和真空～堆载联合预压三类。本项目采用真空预压法对厚层软土场地进行软基处理，以下拟对项目概况、场地地质条件、设计概况、施工概况和处理效果进行分析探讨[1]。

2 项目基本概况及周边环境

项目位于广东省珠海市横琴新区，处理面积约40400㎡。软基处理前，场地周边环绕已建成的市政道路和排洪渠，周边场地均已进行软基处理。场地内普遍分布巨厚软土（淤泥和淤泥质土），厚度一般在25～40m之间，为削弱软土对拟建建构筑物的影响，采取真空预压对场地软土进行处理，为加速预压过程，采用塑料排水板做竖井进行排水。

3 场地地形地貌、气象条件及水工环地质条件

场地原始地貌为海陆交互相沉积地貌。地面标高1.86～5.94m，平均标高4.37m，地势平坦。紧邻多条交通要道，交通十分便利。珠海市位于珠江口伶仃洋西岸，区域气候属亚热带海洋性气候。

根据区域地质资料，北东向断裂及北西向断裂是本区域产生地震的主要地质构造。在珠海三角洲地区，历史上发生过10次4至5级地震，最大震级为5级，于1905年发生在磨刀门海域。本场地在钻探深度范围内未见断裂构造。场地及附近未见到崩塌、滑坡及泥石流等其它不良地质现象[2]。

根据钻探揭露，按岩性、地质年代和成因类型来划分，场地内岩土层自上而下为第四系人工填土（Qml）、第四系海陆交互相沉积层（Qmc）（主要为淤泥、淤泥质土、粉质黏土和粗/砾砂）、残积层（Qel）和花岗岩风化层。其中：人工填土主要为杂填土、吹填土，杂填土主要由黏性土、砂土及碎石块、块石、建筑垃圾等组成，吹填土主要由吹填砂组成，普遍含较多粉细砂及黏粒，人工填土松散，未完成自重固结，层厚1.00～12.20m，平均厚度3.82m；淤泥呈饱和、流塑状态，含少量有机质，有泥臭味，局部夹较多石英砂粒及贝壳碎片，层厚13.10～20.10m，平均厚度18.18m；淤泥质土呈饱和、流塑状态，局部含少量贝壳、砂粒等硬杂质，略具臭味，层厚14.70～24.00m，平均厚度19.02m；粗/砾砂呈饱和，中密状态，主要为石英，次棱角状，分选性差，层厚4.20～5.60m，平均厚度5.00m。

拟建场地内除地势低洼及水塘处有积水外，普遍未有地表水分布。地下水主要为填土层中的潜水和砂层中的承压水。场地地下稳定水位为0.70m～1.60m，平均埋深1.22m，地下水位标高0.66m～4.99m，平均标高3.15m，地下水位较高。本场地长年水位埋深变化幅度约2.0m。

4 设计概况

根据施工图，本项目采用真空预压处理，处理面积40473.33m2，按1个处理区考虑。剖面图如图1所示。

处理范围内主要为淤泥，排水板采用SPB-C型原生塑料排水板，板长最大25m，间距1m*1m，上部预留不小于0.6m（未计入有效桩长）；处理边界打设粘土密封墙；粘土搅拌桩直径700mm，桩距500mm，桩底进入淤泥层不小于3.0m。粘土搅拌桩掺入3%水泥；布设真空预压管系统后铺设一层200g/m2的编织土工布；铺设密封膜2层，密封膜下铺编织土工布2层，上覆水不小于50cm，密封膜周边压入密封沟；抽真空装置：布置1台节能控制室，配备两台节能真空泵，一台施工，一台备用，每台节能真空泵功率55kW。1台真空泵连接5台水气分离罐，每台水气分离罐连接8～12个出膜装置，采用节能泵抽真空。抽气后膜下真空度应保持≥80kPa。真空泵与真空干管之间设截止阀；停泵时，应先关截止阀。

卸载标准：固结度≥80%、满载预压期≥90天、连续5天实测沉降速率≤2mm/d。

竣工验收标准：表层承载力≥90kPa、处理范围内十字板剪切试验代表值≥25kPa。

检测与监测：监测项目包括浅层沉降观测、膜下真空度、周边位移共3项，检测项目包括钻孔取土样试验和十字板原位试验。

5 施工概况

项目于2021年4月开工，项目部由项目经理、副经理、技术负责和五大员组成。施工顺序如图2，投入插板桩工、搅拌桩工、土方工等共计40余人，主要施工机械设备为挖掘机、插板桩机、搅拌桩机、XY-100钻机。施工过程中未发生安全生产事故，文明施工和环境保护均满足广东省的文明施工与环保管理办法。于2021年11月竣工，共计施工232天，竣工验收合格。

图2 主要施工工序和施工顺序图

施工过程中遇到的主要技术难题：在最初的排水板和搅拌桩施工中发现场地表层广泛分布填石和建筑垃圾，且粒径较大，0.2～1.5m不等，导致排水板和搅拌桩难以顺利施工，已施工的排水板和搅拌桩质量很差。与业主、监理协商后采取挖机翻挖的措施，将浅部较大的填石和建筑垃圾翻挖运出场地后再施工。但随着翻挖工作的推进，发现大部分区域填石、建筑垃圾厚度较大，局部甚至超过10m，因此在翻挖可达深度下部仍有大块填石和建筑垃圾的区域，采用钻机引孔后再打设排水板；在引孔后也难以施工排水板的区域，与业主、监理协商后变更排水板长度。受场地工程地质条件影响，施工进度较计划进度滞后15天[3]。

6 真空预压软基处理效果分析与结论

以下分别对监测和检测数据进行分析，以探讨论证本次真空预压工程对厚层软土场地的地基处理效果。

6.1 沉降位移数据分析论证

通过对软基处理前后地表高程的测量，结合场地地质条件、施工情况、浅层沉降监测数据和周边位移监测数据，得出如下结论：

①场地经真空预压软基处理后，地面发生明显沉降，沉降量0.3～1.6m不等；

②沉降量不均匀。其中，场地北侧填石和建筑垃圾较厚区域，因排水板难以施打导致排水板数量少、长度短，沉降量普遍在0.3～0.6m之间；场地南侧排水板施工质量较好，沉降量普遍在0.8～1.4m之间。

6.2 钻孔取土样试验和十字板原位试验数据分析论证

软基处理前，在7个钻孔中取土样进行室内岩土测试；软基处理后，在2个钻孔中取土样进行室内岩土测试。对软基处理深度范围内的软土室内岩土测试参数进行统计，结果如表1。

表1 软基处理前后软土（处理深度范围内）主要室内岩土测试参数统计表

软基处理后，对6个检测孔进行了十字板剪切试验，统计结果如表2。

表2 软基处理后软土（处理深度范围内）十字板剪切试验参数统计表a

通过对表1和表2的数据分析可得出以下结论：

①真空预压处理后，软土物理性质、固结指标和直剪指标变化显著。其中，含水率降低约12.8%、饱和度降低约4.6%、孔隙比降低约8.9%、压缩模量增大约19.2%、粘聚力（直接快剪）增大约22.4%、内摩擦角（直接快剪）增大约8.1%。

②处理深度范围内十字板剪切试验代表值≥25kPa，满足设计要求。

③随处理深度加深，原状软土的抗剪强度有逐渐降低的趋势，软基处理效果越来越差。

综上所述，本项目采用真空预压对厚层软土场地进行软基处理效果良好，场地普遍产生显著地面沉降，软土天然含水率和孔隙比显著降低，饱和度降低较少，压缩模量和粘聚力显著提高，内摩擦角增大明显。