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摘要：本工程地基处理施工之前，选取不同类型的塑料排水板进行真空预压小型模拟试验，一方面可以选定适用于本工程地质条件的塑料排水板的类型，另一方面选定适用于本工程条件的浅层处理施工工艺，保障项目施工的质量和进度要求。
关键词：软基处理排水板透水性试验
中图分类号： TU992 文献标识码： A 文章编号：
前言：本工程地基处理施工之前，选取不同类型的塑料排水板进行真空预压小型模拟试验，一方面可以选定适用于本工程地质条件的塑料排水板的类型，另一方面选定适用于本工程条件的浅层处理施工工艺，保障项目施工的质量和进度要求。
一、概述
1.1 工程概况
珠海港高栏港区神华煤炭储运中心一期工程陆域地基处理工程位置位于珠海港大突堤北侧拟建煤炭储运码头后方与东侧，其东西方向长约1500m，南北方向宽约640m，面积约96万㎡。陆域形成拟采用吹填为主的造陆方案，煤堆场堆高17m，使用荷载约160kPa。地基处理方案拟采用真空-堆载联合预压、堆载预压、真空预压等。整个项目的施工质量要求高，施工工期紧迫。
1.2工程地质评价
1.场地稳定性和适宜性
根据区域地质资料、现场地质调查及本次钻探揭示的情况，影响本区断裂的主要活动时代在白垩纪～第三纪，延至近代为继承性断裂构造，自第四纪晚更新世以来活动已渐减弱，现处于相对稳定状态。勘区场地水域及周边地势较为开阔，除软土外未见影响场地稳定性的不良地质现象，不会产生崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害。场地基底由侵入岩构成，场地内及其附近现无人为地下工程活动及开采地下水的活动，不存在岩溶作用，不会产生有地面塌陷、地裂缝等地质灾害。场区稳定性好。
由于场地上部软土分布厚度大，范围广，只要采取合适的地基处理方法就能满足承载力和变形的要求。
2. 场地土的工程性质
① 据本次勘察揭露，本区上部地层主要为第四系全新统海积软土（Q4m），中部为第四系上更新统冲洪积层（Q3al+pl）和海积（Q3m），基底为燕山期泥质砂岩（γ），除较厚软土层需要地基处理外，未发现其它不良地质现象。
② 勘察区地形平缓，下卧基岩强度好，分布连续稳定，场地内及其附近无人为地下工程及开采地下水活动，不存在岩溶作用，不会产生地面塌陷、地裂缝等地质灾害，场地稳定性良好。
③ 勘察区域强风化岩以上覆盖层以较弱淤泥质土及一般粘性土为主，除砂性土外，其各层总体强度不高，f=40～160kPa，土质差，压缩性高。
④场地内软弱土层主要为第一大层及③1淤泥质粘土，由于其分布面广，厚度大，须经过处理后，方可做为基础持力层使用。
⑤ 钻探结果表明，对第一大层软土地基处理深度应不小于②1粘土层顶板高程（-11.44m～-19.34m），对个别区段的③1淤泥质粘土由于其埋藏较深（-20m～-37m）且厚度较厚，处理深度及范围应按地质剖面图区别对待。
⑥ 根据本工程特点，为控制大面积深厚软土区域的工后沉降，排水固结有造价低、加固效果好、施工工艺成熟的优势，是较合适的处理方法。为此，本工程采用真空-堆载联合预压、堆载预压和真空预压等方法进行软基处理是适合的。
⑦ 对软弱土层的加固处理中，由于地层显示部分区域夹有不等厚的粉土、粉细砂、中粗砂等相对较硬的透镜体，会给打设塑料排水板或砂桩埋设施工中加固带来一定阻滞。
二、试验概况
本工程拟利用港池及航道疏浚土吹填造陆，吹填土及原泥面以下软土层总厚度达30余米。为满足工程工期需要，首先对吹填土进行表层处理，尽快形成深层地基处理施工垫层，再根据场地的不同使用荷载要求，深层地基处理分别采用真空预压法和真空－堆载联合预压法进行处理。
为保证施工质量，加快施工进度，我们需要选定最适用于本工程地质条件的塑料排水板和最适用于本工程条件的浅层处理施工工艺及参数等。目前，正在进行的现场取土小型模拟试验，将为相应工作提供技术参数，争取在工期和质量上能够进一步优化！
三、试验工艺流程
1、工艺概述
从现场取本工程新近的吹填土（选取细颗粒含量较高、含水量不宜小于80%的土），放进直径1米、深度约1米容器内，选择4种不同滤膜的排水板进行试验（6组，每组做3个试验，分组如下表所示），每个桶内插入2根排水板，连接抽真空管路并密封后进行抽真空，测定抽真空一定时间后不同滤膜的排水板的抗淤堵性能、有效排水固结半径、土的固结变形等指标。主要通过测量抽真空前后土的沉降量的大小来反应不同滤膜排水板的排水性能，以及卸载后分别于排水板边和桶边取土样做试验，测定处理后土样的各项指标。
土样含水率
塑料排水板分组表
2、试验工序
试验工序流程图
（1）试验准备
取新近吹填的细颗粒含量较高、含水量约60%的土放入18个桶内(详细数据见附表)，桶中心间距1.3m，共两排，每排9个桶 ， 桶外边均标上不同滤膜的排水板型号。
试验平面布置图
（2）滤管制作及其与排水板连接
主干管和支管采用直径为50mm硬质管，管做成倒“T”型，三通连接，水平管长70cm，竖向管高50cm，水平管两边用堵头堵住，距两头10cm处向竖向管每隔3cm钻一直径约3mm小孔，需钻孔长度为10cm，其外面包裹一层无纺土工布以避免淤泥中土粒进入管内产生堵塞。排水板绕10cm有孔滤管连接，接头处用大号订书机订紧。
（3）插板
选用四种不用的滤膜塑料排水板分别采用人工插入装好土样的桶，每个桶插2根，每根板长1.6m，插入桶1.3m，预留30cm做为辅助插板，板间距30cm，板面中心均距桶内边30cm。
（4）铺设密封膜
密封膜采用2层聚乙烯或聚氯乙烯薄膜铺设，采用人工一次性铺设2层于土样表面，密封膜自一端向两侧进行，埋入桶边界深约50cm，并紧贴于土样边。
（5）管与安装射流泵之间连接
安装射流泵时，在水箱进水口处安装压力表，以便检查抽真空压力和维护桶密封性。安装后进行设备调试，检查质量，作好抽气准备。
（6）抽真空
在抽气期间，仔细检查容器的密封性，并保证射流箱内循环水要不断补充，确保泵的正常运转。
（7）沉降记录
在土样的膜顶面做好记号，选容器两边固定点作测量辅助点，测量沉降时均在同一个位置测量数据，并做好记录，以便数据分析。
塑料排水板滤膜试验沉降记录
（8）卸载
根据设计要求及现场需要获取的技术参数，确定卸载时间及卸载标准。
CP3号桶卸载拆除后，取桶内图样，进行土工试验，数据如下
土工试验成果表
四、试验数据初步分析
经过36天小型抽真空试验，从已卸载CP3号桶的取土试验结果来看，土样含水量有明显降低，加固效果显著，具体数据如附表所示，初步分析如下：
1、本试验抽气前25天，沉降量十分明显，土样加固效果显著，后10天沉降速率下降明显，只占总沉降的10％左右。
2、将不同滤膜排水板的土样沉降量平均值作比较，各种排水板的沉降量相差不大，因各试验容器内的土样初始含水量有差异，普通排水板的沉降量略大，初步说明在试验土样含水量范围内，短期抽真空时各种排水板的排水效果相差不大。
3、在小型抽真空试验后期，从设置普通板容器内抽出的始终是清水，设置杜邦滤膜排水板和整体排水板容器内抽出的水先后变混浊，说明土中的微细颗粒没有透过普通滤膜排水板滤膜，而杜邦滤膜和整体板滤膜可使粘土中的一些微细颗粒通过，具有一定的防於堵性能。
五、结语
1、排水板透水性试验对本工程地基处理工作有指导作用。
通过本塑料排水板透水性试验，我们及时准确的记录试验数据，通过观测和数据分析，选取适应本工程地质情况的塑料排水板类型分别应用于淺层处理和深层地基处理，对于本工程质量、工期的保证将起到十分重要的作用。
2、浅层处理排水板可采用价格较低的普通滤膜排水板。
滤膜试验具有一定代表性，但由于受取土条件的限制，原始土样含水率较低，虽不能完全代表吹填土的性质，但试验数据显示，普通排水板在抽真空初期排水效果与整体排水板、防杜邦滤膜排水板、杜邦滤膜排水板差异不大，本工程浅层处理时间预计为45天，试验显示，在36天抽真空期间内，普通排水板淤堵不大明显，能够实现浅层处理的目标。
3、深层处理排水板宜选择价格适中的整体排水板。
整体排水板滤膜具有一定的防於堵性能。现试验数据显示，普通排水板在抽真空试验前期的沉降效果较好，后期与整体排水板接近；抽真空后期普通板出水仍为清水，而整体板在试验后期出水管的水已经开始变浑浊，显示其滤膜可使粘土中的一些微细颗粒通过，具有一定的防於堵性能。本工程吹填土含水率和微细颗粒含量高、抽真空时间长，需要采用具有防於堵性能的排水板。
整体板的力学指标和透水性指标均较普通板高，本工程堆场区预计地基处理期间平均沉降超过3米，在地基处理期间将较大的变形，排水板的性能越好，越能保证排水板性能的发挥，从而保证地基处理效果。
关键词：软基处理排水板透水性试验
中图分类号： TU992 文献标识码： A 文章编号：
前言：本工程地基处理施工之前，选取不同类型的塑料排水板进行真空预压小型模拟试验，一方面可以选定适用于本工程地质条件的塑料排水板的类型，另一方面选定适用于本工程条件的浅层处理施工工艺，保障项目施工的质量和进度要求。
一、概述
1.1 工程概况
珠海港高栏港区神华煤炭储运中心一期工程陆域地基处理工程位置位于珠海港大突堤北侧拟建煤炭储运码头后方与东侧，其东西方向长约1500m，南北方向宽约640m，面积约96万㎡。陆域形成拟采用吹填为主的造陆方案，煤堆场堆高17m，使用荷载约160kPa。地基处理方案拟采用真空-堆载联合预压、堆载预压、真空预压等。整个项目的施工质量要求高，施工工期紧迫。
1.2工程地质评价
1.场地稳定性和适宜性
根据区域地质资料、现场地质调查及本次钻探揭示的情况，影响本区断裂的主要活动时代在白垩纪～第三纪，延至近代为继承性断裂构造，自第四纪晚更新世以来活动已渐减弱，现处于相对稳定状态。勘区场地水域及周边地势较为开阔，除软土外未见影响场地稳定性的不良地质现象，不会产生崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害。场地基底由侵入岩构成，场地内及其附近现无人为地下工程活动及开采地下水的活动，不存在岩溶作用，不会产生有地面塌陷、地裂缝等地质灾害。场区稳定性好。
由于场地上部软土分布厚度大，范围广，只要采取合适的地基处理方法就能满足承载力和变形的要求。
2. 场地土的工程性质
① 据本次勘察揭露，本区上部地层主要为第四系全新统海积软土（Q4m），中部为第四系上更新统冲洪积层（Q3al+pl）和海积（Q3m），基底为燕山期泥质砂岩（γ），除较厚软土层需要地基处理外，未发现其它不良地质现象。
② 勘察区地形平缓，下卧基岩强度好，分布连续稳定，场地内及其附近无人为地下工程及开采地下水活动，不存在岩溶作用，不会产生地面塌陷、地裂缝等地质灾害，场地稳定性良好。
③ 勘察区域强风化岩以上覆盖层以较弱淤泥质土及一般粘性土为主，除砂性土外，其各层总体强度不高，f=40～160kPa，土质差，压缩性高。
④场地内软弱土层主要为第一大层及③1淤泥质粘土，由于其分布面广，厚度大，须经过处理后，方可做为基础持力层使用。
⑤ 钻探结果表明，对第一大层软土地基处理深度应不小于②1粘土层顶板高程（-11.44m～-19.34m），对个别区段的③1淤泥质粘土由于其埋藏较深（-20m～-37m）且厚度较厚，处理深度及范围应按地质剖面图区别对待。
⑥ 根据本工程特点，为控制大面积深厚软土区域的工后沉降，排水固结有造价低、加固效果好、施工工艺成熟的优势，是较合适的处理方法。为此，本工程采用真空-堆载联合预压、堆载预压和真空预压等方法进行软基处理是适合的。
⑦ 对软弱土层的加固处理中，由于地层显示部分区域夹有不等厚的粉土、粉细砂、中粗砂等相对较硬的透镜体，会给打设塑料排水板或砂桩埋设施工中加固带来一定阻滞。
二、试验概况
本工程拟利用港池及航道疏浚土吹填造陆，吹填土及原泥面以下软土层总厚度达30余米。为满足工程工期需要，首先对吹填土进行表层处理，尽快形成深层地基处理施工垫层，再根据场地的不同使用荷载要求，深层地基处理分别采用真空预压法和真空－堆载联合预压法进行处理。
为保证施工质量，加快施工进度，我们需要选定最适用于本工程地质条件的塑料排水板和最适用于本工程条件的浅层处理施工工艺及参数等。目前，正在进行的现场取土小型模拟试验，将为相应工作提供技术参数，争取在工期和质量上能够进一步优化！
三、试验工艺流程
1、工艺概述
从现场取本工程新近的吹填土（选取细颗粒含量较高、含水量不宜小于80%的土），放进直径1米、深度约1米容器内，选择4种不同滤膜的排水板进行试验（6组，每组做3个试验，分组如下表所示），每个桶内插入2根排水板，连接抽真空管路并密封后进行抽真空，测定抽真空一定时间后不同滤膜的排水板的抗淤堵性能、有效排水固结半径、土的固结变形等指标。主要通过测量抽真空前后土的沉降量的大小来反应不同滤膜排水板的排水性能，以及卸载后分别于排水板边和桶边取土样做试验，测定处理后土样的各项指标。
土样含水率
塑料排水板分组表
2、试验工序
试验工序流程图
（1）试验准备
取新近吹填的细颗粒含量较高、含水量约60%的土放入18个桶内(详细数据见附表)，桶中心间距1.3m，共两排，每排9个桶 ， 桶外边均标上不同滤膜的排水板型号。
试验平面布置图
（2）滤管制作及其与排水板连接
主干管和支管采用直径为50mm硬质管，管做成倒“T”型，三通连接，水平管长70cm，竖向管高50cm，水平管两边用堵头堵住，距两头10cm处向竖向管每隔3cm钻一直径约3mm小孔，需钻孔长度为10cm，其外面包裹一层无纺土工布以避免淤泥中土粒进入管内产生堵塞。排水板绕10cm有孔滤管连接，接头处用大号订书机订紧。
（3）插板
选用四种不用的滤膜塑料排水板分别采用人工插入装好土样的桶，每个桶插2根，每根板长1.6m，插入桶1.3m，预留30cm做为辅助插板，板间距30cm，板面中心均距桶内边30cm。
（4）铺设密封膜
密封膜采用2层聚乙烯或聚氯乙烯薄膜铺设，采用人工一次性铺设2层于土样表面，密封膜自一端向两侧进行，埋入桶边界深约50cm，并紧贴于土样边。
（5）管与安装射流泵之间连接
安装射流泵时，在水箱进水口处安装压力表，以便检查抽真空压力和维护桶密封性。安装后进行设备调试，检查质量，作好抽气准备。
（6）抽真空
在抽气期间，仔细检查容器的密封性，并保证射流箱内循环水要不断补充，确保泵的正常运转。
（7）沉降记录
在土样的膜顶面做好记号，选容器两边固定点作测量辅助点，测量沉降时均在同一个位置测量数据，并做好记录，以便数据分析。
塑料排水板滤膜试验沉降记录
（8）卸载
根据设计要求及现场需要获取的技术参数，确定卸载时间及卸载标准。
CP3号桶卸载拆除后，取桶内图样，进行土工试验，数据如下
土工试验成果表
四、试验数据初步分析
经过36天小型抽真空试验，从已卸载CP3号桶的取土试验结果来看，土样含水量有明显降低，加固效果显著，具体数据如附表所示，初步分析如下：
1、本试验抽气前25天，沉降量十分明显，土样加固效果显著，后10天沉降速率下降明显，只占总沉降的10％左右。
2、将不同滤膜排水板的土样沉降量平均值作比较，各种排水板的沉降量相差不大，因各试验容器内的土样初始含水量有差异，普通排水板的沉降量略大，初步说明在试验土样含水量范围内，短期抽真空时各种排水板的排水效果相差不大。
3、在小型抽真空试验后期，从设置普通板容器内抽出的始终是清水，设置杜邦滤膜排水板和整体排水板容器内抽出的水先后变混浊，说明土中的微细颗粒没有透过普通滤膜排水板滤膜，而杜邦滤膜和整体板滤膜可使粘土中的一些微细颗粒通过，具有一定的防於堵性能。
五、结语
1、排水板透水性试验对本工程地基处理工作有指导作用。
通过本塑料排水板透水性试验，我们及时准确的记录试验数据，通过观测和数据分析，选取适应本工程地质情况的塑料排水板类型分别应用于淺层处理和深层地基处理，对于本工程质量、工期的保证将起到十分重要的作用。
2、浅层处理排水板可采用价格较低的普通滤膜排水板。
滤膜试验具有一定代表性，但由于受取土条件的限制，原始土样含水率较低，虽不能完全代表吹填土的性质，但试验数据显示，普通排水板在抽真空初期排水效果与整体排水板、防杜邦滤膜排水板、杜邦滤膜排水板差异不大，本工程浅层处理时间预计为45天，试验显示，在36天抽真空期间内，普通排水板淤堵不大明显，能够实现浅层处理的目标。
3、深层处理排水板宜选择价格适中的整体排水板。
整体排水板滤膜具有一定的防於堵性能。现试验数据显示，普通排水板在抽真空试验前期的沉降效果较好，后期与整体排水板接近；抽真空后期普通板出水仍为清水，而整体板在试验后期出水管的水已经开始变浑浊，显示其滤膜可使粘土中的一些微细颗粒通过，具有一定的防於堵性能。本工程吹填土含水率和微细颗粒含量高、抽真空时间长，需要采用具有防於堵性能的排水板。
整体板的力学指标和透水性指标均较普通板高，本工程堆场区预计地基处理期间平均沉降超过3米，在地基处理期间将较大的变形，排水板的性能越好，越能保证排水板性能的发挥，从而保证地基处理效果。