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 李鑫奎1，王偉良1，馬  盛2

 （1．上海建工集團(tuán)股份有限公司，上海201114；2．上海市機(jī)械施工集團(tuán)有限公司，上海200072）

[摘要]中國(guó)博覽會(huì)會(huì)展綜合體室外展場(chǎng)地基天然承載力不能滿(mǎn)足使用要求，設(shè)計(jì)采用堆載預(yù)壓法對(duì)軟弱地基進(jìn)行處理。施工過(guò)程中采取了一系列措施，用以提高預(yù)壓效果并防止不均勻沉降，同時(shí)對(duì)預(yù)壓全程進(jìn)行了監(jiān)測(cè)，根據(jù)預(yù)壓效果總結(jié)了堆載預(yù)壓法施工關(guān)鍵點(diǎn)。

[關(guān)鍵詞]地基；加固；堆載預(yù)壓；沉降；監(jiān)測(cè)

[中圖分類(lèi)號(hào)]TU753 [文章編號(hào)]1002-8498(2016)07-0082-03

1工程概況

 中國(guó)博覽會(huì)會(huì)展綜合體室外展場(chǎng)項(xiàng)目位于上海市虹橋商務(wù)區(qū)規(guī)劃范圍內(nèi)，設(shè)計(jì)面積為10萬(wàn)m2，其中7萬(wàn)m2為35kPa荷載使用區(qū)，3萬(wàn)m2為50kPa荷載使用區(qū)，針對(duì)50kPa荷載使用區(qū)進(jìn)行堆載預(yù)壓處理，設(shè)計(jì)堆載壓力為50kPa，按實(shí)際土方密度折算堆載高度為3. 3m。堆載時(shí)間不少于180d，且連續(xù)5d實(shí)測(cè)沉降速率≤1.5mm/d，總沉降量達(dá)到400mm方可卸載。

2  工程地質(zhì)條件

 地質(zhì)勘察資料顯示，該場(chǎng)地大部分位于正常地層分布區(qū)，局部受古河道切割，在所揭露的65. 30m深度范圍內(nèi)，屬第四紀(jì)上更新世Q3至全新世Q4沉積物，主要由黏性土、粉性土及砂土組成。堆載預(yù)壓主要針對(duì)第3層淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土以及第4層淤泥質(zhì)黏土進(jìn)行處理。場(chǎng)地土層物理力學(xué)性質(zhì)如表1所示。

3  施工工藝

3.1  施工工藝流程

 50kPa荷載使用區(qū)承載力要求高，為達(dá)到設(shè)計(jì)要求，首先對(duì)原地表進(jìn)行清理，清除原地面種植土和雜填土，清除厚度約為1m（河塘、暗浜清淤至原狀土），然后分層碾壓回填至4. 600m設(shè)計(jì)標(biāo)高，除清淤區(qū)域外，其他區(qū)域平均回填厚度約為1.5m。

 回填至設(shè)計(jì)標(biāo)高后開(kāi)挖排水盲溝，之后回填50cm厚砂墊層，盲溝和砂墊層用于孔隙水的匯集和排出。砂墊層鋪設(shè)完成后打設(shè)塑料排水板，塑料排水板為孔隙水滲流提供通道，排水板打設(shè)完成后鋪設(shè)土工布，最后進(jìn)行土方堆載預(yù)壓。

 工藝流程為：表面清理→碾壓回填→回填檢驗(yàn)→開(kāi)挖盲溝→回填砂墊層→打設(shè)排水板→鋪土工布→安裝監(jiān)測(cè)儀器→堆載→卸載。

3. 2分層回填

 分層碾壓回填是地基處理一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)，回填施工質(zhì)量直接影響地基處理的效果。分層碾壓回填主要影響因素有：回填土質(zhì)量、土體含水率、分層厚度、平整度、碾壓遍數(shù)等。大面積回填施工前需要進(jìn)行試驗(yàn)段施工，通過(guò)試驗(yàn)段確定回填碾壓參數(shù)。經(jīng)試驗(yàn)段驗(yàn)證，松鋪厚度為30cm，土體含水率在12%～18%，壓實(shí)度均能滿(mǎn)足要求。

 由于場(chǎng)地內(nèi)存在河道和暗浜，該部分回填土與周?chē)�原狀土密�?shí)度不同，極易造成不均勻沉降，經(jīng)研究分析采用了適當(dāng)放緩邊坡、加大臺(tái)階的方法，增大了搭接長(zhǎng)度，有效避免了不均勻沉降。

 經(jīng)過(guò)理論計(jì)算，表面預(yù)壓后場(chǎng)地中心沉降>500mm，邊緣沉降為350mm，如果場(chǎng)地按統(tǒng)一標(biāo)高回填，堆載后則形成鍋底形低洼，因此回填時(shí)需要根據(jù)預(yù)測(cè)的沉降量加大回填標(biāo)高，方能確保堆載預(yù)壓后場(chǎng)地標(biāo)高與設(shè)計(jì)相符。嚴(yán)格按沉降曲線進(jìn)行回填以及嚴(yán)格控制超填部分壓實(shí)度，是超高回填施工的重點(diǎn)。

3.3  排水盲溝及排水板施工

 堆載時(shí)在壓力作用下土體中的孔隙水沿排水板排出，土體逐漸固結(jié)，地基發(fā)生沉降，同時(shí)地基強(qiáng)度逐步提高。沿排水板排出的水經(jīng)匯流后進(jìn)入盲溝，然后沿盲溝排出堆載區(qū)域外，因此盲溝和排水板施工質(zhì)量直接影響到堆載預(yù)壓的效果。

 排水板施工應(yīng)嚴(yán)格按設(shè)計(jì)深度和密度進(jìn)行，由于堆載預(yù)壓區(qū)域廣，地層起伏變化大，排水板插入深度需要根據(jù)地質(zhì)勘察報(bào)告分別控制，防止排水板打入深度不夠影響最終預(yù)壓效果。

 為確�？紫端�能夠順利排出，應(yīng)適當(dāng)加密盲溝布置，控制盲溝開(kāi)挖截面，加大盲溝開(kāi)挖坡度。另外，盲溝開(kāi)挖坡度的確定需要剔除場(chǎng)地中心與邊緣沉降不同導(dǎo)致的坡度損失。排水盲溝回填碎石的級(jí)配和密實(shí)度也是控制的關(guān)鍵點(diǎn)之一，直接影響盲溝排水性能和盲溝位置的不均勻沉降。

3.4堆載

 堆載在整個(gè)施工環(huán)節(jié)中往往不受重視，實(shí)際上土方堆載在很大程度上也影響著預(yù)壓效果。土方堆載應(yīng)分層進(jìn)行，避免造成局部地面壓力突然增大，破壞原狀地基。另外，要確�；靥钔练降拿芏�，避免堆載荷載達(dá)不到設(shè)計(jì)要求。根據(jù)實(shí)際工程經(jīng)驗(yàn)，土方堆載后需要在頂部修筑排水坡和排水溝，并做好邊坡防護(hù)，防止雨水沖刷造成邊坡破壞，本工程采用了黑網(wǎng)加植草的防護(hù)方式，實(shí)踐證明這種做法既能保護(hù)邊坡、防止揚(yáng)塵又能美化環(huán)境。

4施工監(jiān)測(cè)

 為掌握堆載預(yù)壓效果，預(yù)壓過(guò)程中對(duì)堆土頂面沉降、堆載地面沉降、土體分層沉降、分層孔隙水壓力等進(jìn)行監(jiān)測(cè)。其中，堆土頂面布置42個(gè)測(cè)點(diǎn)，堆載地面布置42個(gè)測(cè)點(diǎn)，土體分層沉降布置8個(gè)測(cè)點(diǎn)，分層孔隙水壓力布置8個(gè)測(cè)點(diǎn)，測(cè)點(diǎn)布置如圖1所示。

 為了與人工測(cè)點(diǎn)進(jìn)行校驗(yàn)，本工程選取各測(cè)量項(xiàng)目中1個(gè)測(cè)點(diǎn)采用自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，該系統(tǒng)基于Zigbee協(xié)議研發(fā)，具有無(wú)人值守、自動(dòng)不間斷測(cè)量的優(yōu)點(diǎn)，圖1中圓圈為自動(dòng)化測(cè)點(diǎn)布置位置。

5堆載效果分析

 土方加載完成后7d，各盲溝排水端開(kāi)始出水，起初水流量較小，隨著堆載時(shí)間的增加，出水量逐漸增大，至堆載45d左右出水量達(dá)到最大，持續(xù)7d后水量開(kāi)始減小。堆載至第5個(gè)月，各排水口不再有水流出。

 堆載180d后，堆載地面測(cè)點(diǎn)總沉降量最大值為547. 6mm（場(chǎng)地中心位置），最小值為331. 2mm（場(chǎng)地邊緣），平均值為452. 1mm，其中沉降量>400mm的測(cè)點(diǎn)比例為86. 9%；堆載地面測(cè)點(diǎn)最近7d實(shí)測(cè)最大沉降量為5. 6mm，速率為0.8mm/d。

 加載開(kāi)始至加載結(jié)束，各測(cè)點(diǎn)的孔隙水壓力基本呈上升趨勢(shì)，上升趨勢(shì)持續(xù)時(shí)間為7~ 14d，各測(cè)點(diǎn)孔隙水壓力達(dá)到最大值后便陸續(xù)開(kāi)始下降。其中，最大超孔隙水壓力數(shù)值為15. 2kPa，堆載180d后所有測(cè)點(diǎn)的超孔隙水壓力均<0，孔隙水壓力呈現(xiàn)消散狀態(tài)，且各測(cè)點(diǎn)的孔隙水壓力變化均比較平穩(wěn)，堆載面沉降與某測(cè)點(diǎn)不同深度孔隙水壓力變化如圖2，3所示。

土方卸載后進(jìn)行了荷載試驗(yàn)，試驗(yàn)最大加載為140kPa，荷載板大小為1m×1m，試驗(yàn)結(jié)果顯示各項(xiàng)數(shù)據(jù)均達(dá)到了設(shè)計(jì)要求，S4測(cè)點(diǎn)P-s曲線及s-1gt曲線如圖4，5所示。

6結(jié)語(yǔ)

 中國(guó)博覽會(huì)會(huì)展綜合體室外展場(chǎng)項(xiàng)目50kPa荷載使用區(qū)，經(jīng)過(guò)180d堆載預(yù)壓，卸載后經(jīng)平板荷載試驗(yàn)檢驗(yàn)，各項(xiàng)參數(shù)均達(dá)到設(shè)計(jì)要求，預(yù)壓加固效果達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)，能夠滿(mǎn)足后續(xù)使用要求。該工程所處位置具有典型的湖沼深層軟弱地基的特點(diǎn)，堆載預(yù)壓的成功實(shí)施對(duì)其他類(lèi)似工程具有典型的借鑒意義。

 1)原地面清表、清淤要徹底，避免種植土及淤泥混入回填土中，否則極易造成碾壓不密實(shí)。

 2)場(chǎng)地回填標(biāo)高及排水盲溝開(kāi)挖坡度需要考慮堆載中心與邊緣沉降不同對(duì)場(chǎng)地標(biāo)高的影響，確保場(chǎng)地平整及盲溝順利排水。

 3)排水板插入深度嚴(yán)格按設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)控制，遵循寧深勿淺的原則，防止所處理地層固結(jié)不徹底，造成使用過(guò)程中過(guò)大沉降或不均勻沉降。

 4)土方堆載應(yīng)嚴(yán)格按分層堆載施工，并確保堆載土方的密實(shí)度，確保預(yù)壓荷載達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

 5)堆載土方頂部做好排水坡和排水溝，并做好護(hù)坡，防止雨季邊坡沖刷。根據(jù)本工程經(jīng)驗(yàn)，在邊坡進(jìn)行植被防護(hù)效果較好，不僅可以起到護(hù)坡作用，還能有效避免揚(yáng)塵。