吹填淤泥地基快速处理试验研究

摘要：依托温州丁山垦区吹填淤泥地基处理项目，选择真空预压法对吹填淤泥进行处理并进行现场试验研究，根据监测资料和现场试验测试分析真空预压法对吹填淤泥的加固效果，验证真空预压法处理吹填淤泥土地基的有效性和可靠性。

关键词：吹填淤泥；真空预压；现场试验；监测

中图分类号：TU441 文献标识码：A

Test Study on High-speed Ground Treatment Approach of Hydraulic Filling Mud

Wang Li-peng

（ College of Engineering, Nanjing Agricultural University, Nanjing 210031, China ）

Abstract:Based on the hydraulic fill mud foundation treatment project in DingShan district of WenZhou City, chooses the method of vacuum preloading to consolidate the hydraulic fill foundation and makes a field test. With the monitoring data and experiment in field, it makes an analysis and evaluation of the consolidation effect of processing the ground foundation of recently hydraulic fill mud by adopting vacuum preloading method, validates its validity and dependability. Base on one-dimensional large deformation consolidation with void ratio as control variable, using finite differential method time changing, finite element method and weighted residual method in position changes to simulate the large deformation equation .

Key words: hydraulic fill mud; vacuum preloading; field test; monitoring

引言

围海造地和滩涂开发用于城市建设和工业生产，为解决土地稀缺问题和利用沿海丰富的海涂资源提供了有效的途径。现在自常用的方法是以海相淤泥为原料进行吹填，由于吹填淤泥性质极差，对后续地基处理带来了相当大的技术困难。以往的做法是先将淤泥吹填到围垦区内放置晾晒若干年，待其自然沉降达到一定固结度，表面形成具有一定强度的硬壳层后，再进行人工加固处理。这种为使表层达到一定承载力而进行的长时间晾晒，必然会影响后续工程的施工进度，在时间上和财力上的消耗都很大。因此，寻找一种表层快速处理的方法十分必要。

根据吹填土的性质，对比分析各种软土地基的处理方法，选择真空预压法处理吹填淤泥地基，依托温州丁山垦区吹填淤泥地基处理项目，监测真空预压过程中吹填淤泥土性质的变化。研究真空预压法对新吹填淤泥地基的加固效果，改进施工工艺，为吹填淤泥地基的大面积加固施工提供依据。

1．项目概况

温州民营经济科技产业基地是温州市沿海产业带的重要组成部分，也是温州市实现产业升级和转型发展的关键载体。科技产业基地位于龙湾区境内，利用滩涂围垦工程开发建设。

温州民营经济科技产业基地滨海园区丁山垦区2#标围垦区面积总共大约468.5万m2。工程场地位于丁山围垦区，场区所属于地面单元为浙东南滨海区河口相冲海积平原。整个1#区场地由淤泥吹填而成，吹填淤泥平均厚度约3m，处理要求是先进行浅层处理，即处理吹填土场地区域，使表层具有一定的承载力，为后期近一步的处理创造条件。

2．现场试验方案

根据现场试验吹填淤泥的特点，结合工程地基处理要求，采用真空预压方法对吹填淤泥地基进行处理[1~3]。吸收国内外相关水平真空预压法、低位真空预压法、浮筏插板技术、透水软管替代砂垫层等方法和技术的优点，试验区采用人工插板真空预压方案，设计不同的方案，通过试验结果和对比分析，不断优化调整，指导后续大面积吹填淤泥土处理的设计和施工。

2．1现场试验方案

在试验区的外侧重新划分了四块10×10m的试验场地，仅对吹填淤泥层进行处理，竖向排水体的插设深度为3m，即吹填土厚度。

在四块试验区域内分别采用不同的加固方案进行地基处理。具体试验方案如下：

方案Ⅰ：打设70cm间距的塑料排水板，正方形布置，并在表面铺设厚约20cm的砂垫层，排水板端部用透水软管连接，透水软管置于砂垫层中；

方案Ⅱ：打设70cm间距的塑料排水板，正方形布置，表层水平排水通道为透水软管；

方案Ⅲ：打设100cm间距的塑料排水板，正方形布置，并在表面铺设厚约20cm的砂垫层，排水板端部用透水软管连接，透水软管置于砂垫层中。同时在四根排水板的中心位置打设一根长度较短的塑料排水板；

方案Ⅳ：打设100cm间距的塑料排水板，正方形布置，表层水平排水通道为透水软管，同时在四根排水板的中心位置打设一根较短的塑料排水板。

表1 真空预压地基处理方案

处理方案 方案Ⅰ 方案Ⅱ 方案Ⅲ 方案Ⅳ

砂垫层厚度（cm） 20 20

排

水

板 布置形式 正方形 正方形 正方形 正方形

深度（m） 3.0 3.0 3.0 3.0

间距（m） 0.7 0.7 1.0 1.0

短

板 间距（m） 1 1

深度（m） 1.5 1.5

2．2现场监测及分析

根据不同的试验方案，进行现场监测[4~7]和质量检测，了解和掌握真空预压过程中吹填淤泥性质的变化，检验各分区地基处理方案的加固效果并进行对比研究，以指导现场施工，为大面积推广应用提供技术方案。

真空预压处理吹填淤泥，主要是孔隙水排出、超静孔隙水压力消散、淤泥表层沉降来达到淤泥排水固结的目的。根据现场施工条件，遵照兼顾全面，突出重点，“少而精”的原则，布置监测点。真空预压处理前、加载过程中以及施工结束后，进行十字板剪切试验，监测吹填淤泥强度变化及增长规律。

真空预压开始抽真空加载后，基本经过10天时间真空压力达到80 kPa并基本保持稳定，监测资料如下：

1）表层沉降观测

整理各区表面沉降观测资料[8]，绘制沉降量随时间变化曲线如图1～图4。

图1 方案Ⅰ沉降量随时间变化曲线

图2 方案Ⅱ沉降量随时间变化曲线

图3 方案Ⅲ沉降量随时间变化曲线

图4 方案Ⅳ沉降量随时间变化曲线

根据表面沉降曲线图分析可以知：