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摘要：在沿海地区，工程地质条件差，滩涂填海造陆修建建（构）筑物，软弱地基处理成了施工要解决的首要问题。真空堆载联合预压处理淤泥质土、淤泥、冲填土等饱和黏性土类的软弱地基的效果明显，广泛应用于各类工程施工。结合第三届亚青会汕头市游泳跳水馆改建项目的工程实例，为减少真空堆载联合预压软基处理对周边道路造成的破坏，在预压处理区域外围施工一排水泥土搅拌桩，用于保护预压处理区域外已经运行的市政道路。
关键词：真空堆载联合预压；软基处理；水泥土搅拌桩；道路保护
1 引言
真空堆载联合预压软基处理技术，是在真空预压法基础上发展起来的。单一的真空预压或者堆载预压，有时无法满足设计要求的沉降标准及真空度。真空堆载联合的预压方法，它的主要原理是利用真空滤管和真空射流泵等设备，抽真空使地基生成于不小于95kpa真空压力，使土体孔隙中的水分和空气排出，同时通过进一步的堆载加压的方法，加速土体的沉降并得到相应的固结度。
2 工程概况
汕头市游泳跳水馆位于韩江、榕江、练江下游的三角洲冲积平原深厚层软土地基的海湾旁。属于亚热带季风气候，雨水充沛，场地内地下水位高。这些特性使得室外比赛场地的淤泥具有含水量高、压缩性高、强度低、厚度大等特点，依据室外比赛场地范围内地质资料显示，淤泥层平均厚度达10m。自上而下可分6个层次：①号松散素填土、②号流塑淤泥、③号可塑态粉质粘土、④软塑态灰色粘土、⑤号可塑态粉质粘土、⑥号可塑态砂质粘性土。
3 设计参数
本工程中采用塑料排水板作为竖向排水系统，不设砂垫层作为水平排水通道，通过滤管与排水板的连接，作为水的水平排水通道，主管将各滤管连接，另一端连接真空泵和水泵，传递负压及排水。将饱和软土中的孔隙水排出，加速地基土的固结沉降，从而达到提高软土地基强度的目的。
根据设计图纸，真空堆载联合预压分为2个处理区域，1号处理区域主要包括田径运动场，面积为16179m2；1号处理区域主要包括足球场和网球场，面积为12303m2。预压加固固结度为90%，预压预估地基竖向总变形平均值为950mm。
室外比赛场地区域毗邻已经建成并投入使用的市政道路，该路道虽已投入使用，但还没有正式完成验收。为了降低真空堆载联合预压对周边市政道路的影响，设计采取了在该处理区域范围外5m布置了一排水泥土搅拌桩，水泥土搅拌桩桩径为500mm，桩心间距为350mm。桩端应穿过软土层且进入③粘土层不小于3m。
4 真空堆载联合对周边环境可能造成的影响
真空堆载联合预压对周边环境可能造成的影响主要体现在两个方面，一是地下水位的问题，二是侧向变形的问题。
4.1 地下水位变化及其影响
本工程室外比赛场地在抽真空抽水过程中，各水位观测点显示地下水位均有不同程度的下降。随着时间的增长，出水量的减少，各测点水位线会有回升的趋势。水位下降最大值约1.8m。
若预压区域外的市政道路地下水位下降过快过多，地基土的有效应力增加，会产生固结沉降，或者地下水位不均匀沉降，导致市政道路地基土不均匀沉降，这都是非常严重的问题。因此，根据设计图纸及规范，在预压区域外事先布置了深层测斜仪及地面沉降观测点。在抽真空过程中加强对监测点的观测，确保抽水抽真空对临近市政道路可能造成的损坏。如果监测点显示周围市政道路变形速率过快，则要采取降低抽水速度等措施。
在预压处理区域与周边市政道路之间打设一排水泥土搅拌桩，作为止水帷幕，桩端穿过淤泥进入粘土层3m，竖向排水系统的排水板穿过淤泥进入粘土层1m。水泥土搅拌桩打设深度比真空预压区域处理深度还深，可以一定程度上减少抽水抽真空对影响区域外的地下水造成的破坏。
4.2 侧向变形对环境的影响
由于真空预压侧向变形是水平收缩的，而堆载产生一个水平挤出变形。如果真空预压产生的收缩与堆载产生的挤出变形可以相互抵消，这是理想的处理状态。本工程采用的加载是覆水预压，通过真空泵抽水抽真空，抽出来的水会回到铺好密封膜、做好围堰的处理区域。抽真空抽水使影响区内的土体向加固区方向发生收缩。受到预压的侧向作用，土体向加固区外发生侧向变形。
抽真空抽水和预压同步进行会减少真空堆载联合对周边市政道路可能造成的侧向变形破坏。
同时为了防止过大的侧向变形对地基周边市政道路的不利影响，在预压处理区域与周边市政道路之间打设一排水泥土搅拌桩，水泥土搅拌桩打设深度比真空预压区域处理深度还深，水泥土搅拌桩形成挡墙，起到挡住加固区域外土体发生侧向变形的作用，减少土体水平位移，保护周边市政道路。
5 水泥土搅拌桩施工
下面简述一下水泥土搅拌桩施工工艺。
1、进行放线定位，搅拌桩机桩位对中，移动搅拌机到达指定桩位。
2、调整设备：调整导向架垂直度，采用经纬仪控制好双向导向架的垂直度，是钻头对准钻孔定位点位置，调整设备机身，保持搅拌轴呈垂直状态，准备进行搅拌桩施工。
3、制备水泥浆：提前挖好两个坑池，一个坑用于搅拌制作水泥，将P.0.42.5普通硅酸盐水泥与水先后放入水泥搅拌池，对应每米桩身水泥掺入量约75kg，水泥浆水灰比为0.55，另一个坑作为水泥贮浆池。搅拌桩施工应有措施保证其垂直度，且桩身垂直误差不超过1%。桩中心偏差不超过50mm，桩直径偏差不超过4%。
4、四搅四喷工艺：
（1）喷浆搅拌下沉
启动搅拌桩机转盘，待搅拌头转速正常保持在0.5m~1.0m/min，用输浆胶管将水泥贮浆池与搅拌装机接通，启动注浆泵，搅拌钻头出浆后，启动电机，边钻进浆孔边下沉，下沉过程中边钻边出水泥浆液，且与土充分拌合。
（2）喷浆搅拌上提
喷浆头下沉达到底部时，喷浆搅拌30s，在水泥浆与土层充分搅拌后，再开始匀速提升搅拌头并且速度不超过1.0m/min，边上提边喷入水泥浆液。
（3）重复喷浆搅拌下沉
喷浆头提升到离地面50cm处或者桩顶设计标高后再原处转动喷浆30s，保证桩头均匀密实。再重复喷浆搅拌下沉，速度保持在1.0m/min。
（4）重复喷浆搅拌上提
喷浆达到初始下沉的设计深度时，喷浆搅拌30s，充分搅拌再进行上提。提升到设计高度时，关闭注浆泵。喷浆搅拌下沉和上提中的喷浆压力控制在0.4~0.8Mpa左右。为保证搅拌质量，防止出现窜浆、搅拌不均等质量事故，应采取（如增加搅拌叶片的枚数、增大叶片宽度、增加喷浆次数、降低注浆液压力防止窜浆等），此类措施可否保证搅拌质量可现场进行试验确定。
5、桩机移位
施工完一根桩后，移至到下一根水平距离0.35m的位置，重复四搅四喷工艺进行下一根桩的施工。每施工完一根桩后需清洗搅拌叶片上的土块及喷浆口。另外，若暂不施工，需及时在搅拌池里注入适量清水，开启注浆泵，清洗全部管路中残留的水泥浆，直至基本干净。
6、准备下一根水泥土搅拌桩的施工，施工方法按照（1）至（5）进行打桩。
6 结语
在选用真空堆载联合预压地基处理之前，应充分考虑到该方法对周边环境的影响。由于软土渗透性差，渗流阻力大，地下水对加固区域内的补给没有这么快，加固区地下水位是逐渐下降的。加固区内的地下水位下降会导致周围道路管线的不均匀沉降，因此需要加强观测。由于真空预压过程中，加固区内土体发生沉降，还会出现不均匀沉降，因此在加强监测的时候，还需要在加固区土体外做一排起到挡土作用的水泥土搅拌桩，可以保护加固区土体下沉对周边道路管线造成的土体抗剪破坏。
参考文献：
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