真空预压法在超大面积地基 施工中的质量控ｌｌｉＵ＊ Ｑｕａｌｉｔｙ Ｃｏｎｔｒｏｌ ｏｖｅｒ Ｓｕｐｅｒ Ｌａｒｇｅ Ａｒｅａ Ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄ ｂｙ Ｖａｃｕｕｍ Ｐｒｅｌｏａｄｉｎｇ Ｍｅｔｈｏｄ 晏浩 上海建工集团股份有限公司 上海２００４３１ 摘要：上海市Ｊｉｌ沙Ａ一１地块工程总面积１７４万ｍ ，其中约１４０万ｍ 采用真空预压法处理，工期紧，不同等级地块的设计 指标差异较大，对施工控制提出要求较高。通过多种方式的结合，充分发挥了信息化施工的优势，并辅以各种施工控 制措施，工程目标得以顺利完成。 关键词：超大面积 地基施工 真空预压 施工控制 中图分类号：ＴＵ７５３．１ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１００４—１００１（２０１３）０７—０５８９—０３ １ 工程概况 川沙Ａ一１地块位于上海市原浦东新区和原南汇区的交界 处，规划总面积约７ ｋｍ ，一期实施范围３．９ ｋｍ 。场地形成 工程总面积１．７４ ｋｍ 。根据使用功能不同，分为高等级、中 等级（Ｉ）、中等级（１１）和低等级等处理区。 １．２工程地质水文条件 场区地势较为平坦，地面高程一般为３．５—４．５ ｍ，分 布有大量明、暗浜，在４．０—７．０ ｍ深度处为透水层。场地 形成影响深度范围埋深２．５～１８．５ ｍ内为第⑧层淤泥质粉质 黏土和第④层淤泥质黏土，具有高含水量、高压缩性、低 强度、高灵敏度等特点，是造成将来场地在大面积填土和 使用荷载条件下发生较大沉降量的主要土层，也是场地形 １．１工程分区 工程区域共划成４７个地块（图１），其中４４个地块约 １ ４０万ｍ 采用真空预压法处理，目标沉降值分别从３００ ｍｍ ￣ｉＪ９００ ｍｍ不等；其余３个地块采用分层碾压法处理，无目 标沉降值要求。限于篇幅，本文仅述及真空预压处理地块 的施工。 成需进行地基处理的主要原因。第③层淤泥质粉质黏土在 ４．０—７．０ ｍ深度范围处夹较多粉性土，有利于孔隙水压力的 消散，在真空预压处理时对该层采取密封措施。场区浅部 地下水属潜水类型，对工程影响较大，其水位动态变化主 要受控于大气降水、地面蒸发和地表水补给等因素。 在工程实施阶段，围场河与中心湖开挖工程、明浜填 埋工程、园区市政道路及附属设施等工程同步施工。本工 程大面积预压可能引起土体深层位移和沉降，因此对周边 影响的控制要求高。 ２真空预压质量控制 ２．１施工参数 真空预压环节是影响地基处理效果的最重要因素，主 要通过以下３个参数保证预压施工质量 。 ２．１．１排水板 图１工程区域划分示意 （ａ）目标沉降值≥６００ ｍｍ的１ １个地块：因沉降值 较大，为抵消真空抽水造成内区沉降大于外围的“锅底” 效应，保证同一区块沉降大致均衡，块内采用了２种插打 深度：距离本块边界４Ｏ ｍ范围内，排水板插打深度较深 ｊ－－¨ ｌｌ ｌｉ ｌｌｉ 注：本项目￣Ｊ￣ｌｌｍ科委资助项目，编号为１１Ｄ ２ｏ ５０３ｏ 作者简介：晏浩（１９７６－），男，硕士，工程师 通讯地址：上海市江杨南路ｌ６４６号（２Ｏｏ４３１） 收稿日期：２Ｏｌ３－０３－ｏ８ ｊ 一 （２０．５ ｍ、２２．５ ｍ、２３．５ ｍ、２４．５ ｍ）；其余范围插打深 度１８．５ ｍ／２０．５ ｍ。以８ 地块为例，外围：２４．５ ｍ；内区： ２０１ ３．７ Ｂｕｉｌｄｉｎｇ Ｃ。ｎｓｔｒｕｃｔｉ。ｎ Ｉ ５８９ 晏浩：真空预压法在超大面积地基施工中的质量控制：＃ ｉ ２０．５ ｍ（图２）。 图２ ８ 地块插打深度 （ｂ）目标沉降值＜６００ ｍｍ的地块：块内排水板插打 深度一致。 ２．１．２密封墙／密封沟 密封墙采用两排双轴水泥黏土搅拌桩， ７００ ｍｍ、搭 接宽度２００ ｍｍ、桩长１０ ｍ、穿过不透水层，以确保真空预 压区域的密封性（真空度）。搅拌桩在明、暗浜换填段施 工时增加一次搅拌处理，并提高水泥掺量。 周边真空膜封边处理：密封沟底挖到密封墙顶下约 ０．５ ｍ，使真空膜完整埋入，再小心回填黏土做好密封。 ２．１－３真空度 所有地块预压期间的设计真空度ｉ＞８０ ｋＰａ。 ２．２真空预压卸载标准 ２．２．１ 目标沉降值＜７００ｍｍ的区块 （ａ）所有测点沉降值平均值≥该区块目标沉降值 （ｂ）８５％测点沉降值≥该区块目标沉降值 （Ｃ）所有测点沉降值≥该区块目标沉降值的８０％； （ｄ）小于目标沉降值的测点应随机分布，且小于目 标沉降值的任意２点不得相邻。 ２．２．２ 目标沉降值≥７００ ｍｍ的区块 （ａ）沉降测点达到该区块的目标沉降值： （ｂ）沉降测点未达到该区块的目标沉降值，但在预 压时间（真空度达５ｆＪ８０ ｋＰａ后）＞１９０ ｄ的同时，连续５ ｄ的 实测平均沉降速率≤１．５ ｍｍ。 ３施工控制实践 全部地块施工过程大致分成３个阶段：示范区施工 阶段为１—４月；流水施工阶段为４～９月（建设单位零星交 地）：大面积施工阶段为９～１２月（建设单位集中交地）。 根据真空预压的特点，在预压区内由专业单位进行 真空度观测、地表沉降监测、土体分层沉降监测、孔隙 水压力监测 。在地基处理影响范围内，如有需保护的建 （构）筑物（如道路、ＡＴ湖、地铁等），则根据需要布 ５９ｏ Ｉ ｌａ￣ｌｌｉ＇，＂第３５卷第７期 置深层土体水平位移和地表水平位移观测点。 ３．１理论计算 在示范区施工阶段一、以及流水施工阶段二的前期， 同时施工地块数量少，监测数据信息可以手工整理分析。 首先按照各地块设计参数计算，推算出理论沉降曲线和达 到目标沉降值所需时间，与实际工况对比，来判断膜下真 空度、沉降速率等是否出现异常，并预估停泵时间。 ３．２分析第三方监测数据 大面积施工阶段三开始后，高峰期有２２个地块同时施 工，如继续采用手工分析则工作量太大。为提高效率，专 门设计了沉降数据对照趋势图，将目标沉降值相同的各地 块数据并列，同时用已于前期正常完成的地块历史数据作 为参照组，只需将监测数据逐期填入，即可做到： （ａ）自动生成当期各地块沉降指标对照图表，对照正 常已完成真空预压地块的实际曲线，及时发现问题 （ｂ）通过设定停泵条件，自动判定相关地块是否满 足停泵条件。 对发现异常、且需要特别关注的地块，还设计了孔隙 水压力走势图。 施工中发现的主要问题有： （ａ）外部供电中箱变容量不足： （ｂ）三级配电中电气元件老化、电缆截面小、配电箱 受潮： （Ｃ）真空度达不到设计要求： （ｄ）真空度异常下降。 通过异常工况的及时发现，进而判明问题及原因，有 针对性地采取相应措施（详见表１），上述问题均得以顺利 解决。 ３．３远程无线自动化监测系统应用 因地块面积大、测点多，数据采集和整理的工作量非 常大，监测单位的报告通常会滞后３ ｄ时间，在对监测实 时性有较高要求时，就有明显不足。实际施工时，施工单 位部署了“远程自动化实时监测系统”进行深层土体水平 位移和地表水平位移监测（受条件限制，仅部署了２个地 块）。这一方法的独特优越性在于： （ａ）自动采集监测数据，无线上传至数据终端，不仅 免去繁重的人工作业，而且全天候实施，不受气象条件影 响： （ｂ）可根据施工需要，灵活设置数据采集时间间隔， 乃至做到与现场施工完全同步，有利于及时发现问题，及 时采取措施。 ４结语 由于征地拆迁相对延缓等原因，超过半数地块比原 计划延迟５个多月才正式移交，且此时正值台风和雨水季 ∞ ｌ表１各异常工况与解决办法 问题 现场 情况 原因 分析 解决 措施 主要 阶段 节，对现场施工带来极大不利影响，而工程正式完工交付 的节点并未因此推迟。在此情况下，施工单位通过采取有 效的施工控制措施，精心组织生产调度，最终如期顺利完 鞘 ，ｍ 设备开启数 交地进度滞后，原施 外部 箱变容量 量不能满足 工临电线路不能满足 业主调整供电 ①② 供电 不足 要求；频繁 实际施工要求；施工 线路 跳闸 和季节性用电高峰 电气元件 配电箱高热 连续长时工作加速老 老化 工作、频繁 化更换电气元件 ②③ 跳闸 ；旧设备 三级 成全部真空预压处理地块施工。此外，根据对周边同期实 施相邻工程的实时监测，其影响始终在有效受控范围。 配电 电缆截面 电缆、配电 未按规定等级要求配 按规定等级配 小 箱高热工作 置电缆 置电缆 配电箱受 漏电引起跳 雨季、浸水等造成的 加强现场巡查 潮 闸 潮湿环境 真空泵开启 外部供电不足 见上 数量不足 现场管理未引起重视 加强管理 同一箱变同时开启设 备数量过多引起供电 加强调度 不足 ② ② ① ② ［１］娄炎．真空排水预压法加固软土技术［Ｍ］．北京：人民交通出版 辩阉，ｍ 社．２００１． 【２】徐承日月ｊ郭艺飞．塑料排水板联合真空预压处理软基质量控制［Ｊ］ ．山西建￣Ｌ，２００９（２）：２９４－２９６． ［３］庄志华．超大面积地基的真空预压处理技术［Ｊ］．建筑施工， ２０１３（１）：２０－２２． ②③ 真空度达不到 设计要求 ［４】游才华，邓治纲．真空预压法中的真空度控制关键技术［Ｊ］．建筑施 ② ② 其它情况 潜水泵代替真空泵 设备老化 更换符合要求 真空泵 工．２０１２（１２）：１１４０－１１４２． 更换新设备 ［５］庞学雷．大面积真空预压对周围环境的影响［Ｊ］．建筑施工， ２０１２（７）：６６９—６７０． 真空压力表坏，不能 更换真空压力 ②③ 及时发现上述异常 表 真空膜土工 真空度非正常 布撕裂 不均匀沉降 施工人员 ② 加强巡视，【６】庞学雷．无线监测系统在上海迪斯尼工程软基处理中的应用［Ｊ］＿ 建筑施工，２０１２（１０）：９７８－９７９． 及 ②③ ② 下降（漏气） 真空膜边缘 真空膜未完整埋人密 密封不佳 封沟；黏土未妥善密 封 时修补 ［７］王富周，吴小建，陈峰军，等．土木工程信息化监测系统的开发及应 用【Ｊ］．建矾ｚ－施，工，２０１２（１２）：１１６６—１１６８． （上接第５８６页） 臂支护形式 无法满足承载力和变形要求时，需要增加水 平支点，ＪｔＬＢ，３有内支撑和锚杆两种方式可供选择。可回收 扩头锚杆技术可与桩、墙、梁柱网格等结合使用，在宽度 毒 ＼ … 较大的基坑中采用可回收扩头锚杆与内支撑相比，经济性 更好、安全性更有保证并且大大加快了工程建设速度 。 后期锚杆钢绞线回收更是减小了对周边环境的影响，有着 良好的经济工程效益，具有广泛的推广价值和应用前景。 羚 Ｉ 范围（０．２—２２９）ｍｍ 范围（一２７２．８．．４９６．５）ｋＮ・Ｉ１１ ＼ 、 ， ， ｊ ＼ ｌ 图６最终方案桩体变形曲线 ［１】邵孟新，曾庆义．高压喷射扩大头锚杆的设计与施工［Ｊ］．建筑监督 ４．２监测成果分析 在基坑平台处支护桩桩边，共埋设８根测斜管，基坑 开挖至坑底部位，最大值在１８～２９ ｍｍ范围内，控制在基 检测与造价．２００８（１ １）：６８—６９． ［２］王立明，施呜升，周建明．回转型可回收扩大头锚杆［Ｊ】．岩土工程 学报，２０１０（￥２）：１３７—１３８． ［３］程良奎．基坑锚杆支护的新进展【Ｊ］．建筑技术，１９９８（Ｓ１）：７７．７８，８６． 坑变形报警值的范围内。 同时，基坑坡顶和平台处的水平位移相差不大，为 ２０—３５ ｍｍ，周边管线及道路沉降量为－１ ５．５７ ｍｍ左右，房 ［４】张建成．ｓＭｗ搅拌桩施工及质量控制［Ｊ］．山西建筑，２０１０（１）：１１３一ｌ１４． 【５】丁克，曹吉庆，李仁东．ｓＭｗ工法围护结构的设计［Ｊ］．江西水利科技， ２０１２（３）：１２９—１３４． 屋沉降稳定在６．６９ ｍｍ，锚杆受力量稳定在４５０ ｋＮ左右。 底板浇筑以后，坑外地下水位逐渐趋于稳定。 ［６】黄强，惠永宁．深基坑支护工程实例集［ＭＩ．北京：中国建筑工业出 版社．１９９７． ５ 结语 通过工程实例说明了在深基坑支护工程中，当采用悬 【７】王珊．基坑工程新技术手￣ｌｆ［Ｍ］．北京：中国现代工程技术出版 社．２００７． ２０１ ３．７ Ｂｕｉｌｄｉｎｇ Ｃ。ｎ５ｔａｒｕｃｔＩ。ｎ Ｉ ５９１