——基于微劈裂的管路真空預壓排水深淤土地基固結加固技術在堤防加固工程中的研究與應用
淮河入江水道(dào)整治工程是國(guó)務院确定的進(jìn)一步治理淮河的重點項目。工程上起(qǐ)洪澤湖三河閘,下至江都(dōu)附近的三江營,全長(cháng)157.2公裡(lǐ),設計洩洪能(néng)力12000立方米每秒,工程建成(chéng)後(hòu),可使洪澤湖大堤的防洪标準達到100年一遇;同時(shí)也可承洩京杭運河西部寶應湖、高郵湖地區及裡(lǐ)下河地區的澇水,改善區域排澇狀況,具有較好(hǎo)的社會(huì)、經(jīng)濟綜合效益。
束水歸槽,暢通通道(dào),是淮河入江水道(dào)整治的重要内容。而位于揚州境内的運河西堤加固工程則是淮河入江水道(dào)整治的關鍵性工程。作爲裡(lǐ)下河地區的重要防洪屏障,運河西堤加固工程不僅在保護裡(lǐ)下河地區3000萬畝耕地和2000萬人民生命财産安全方面(miàn)起(qǐ)到至關重要的作用;而且該段堤防崇灣段由于屬于淤土地基,堤防加固施工難度較大,對(duì)入江水道(dào)整治工程建設者來講是個嚴峻的考驗和挑戰。
運河西堤崇灣段于1958年京杭運河整治時(shí)在軟淤土地基上修建,堤基最大淤土層厚度達12米,施工期間曾塌坡56次,爲曆史險工段。該段堤防一直處于不均勻沉降狀态,自1959年堤防工程竣工以來,堤身逐年沉降,于1963年、1972年、1989年和1996年分别進(jìn)行了加高培厚、水泥土攪拌樁加固處理,但沉降問題終未得到徹底解決。
運河西堤崇灣險工段加固工程在設計技術交底時(shí),施工單位經(jīng)分析認爲,如用傳統的真空預壓法進(jìn)行堤基加固處理,設計地基承載力難以實現。爲了确保工程施工安全,省入江水道(dào)建管局組織工程參建單位成(chéng)立課題組,結合運河西堤崇灣段深淤土堤基加固開(kāi)展了基于微劈裂的管路真空預壓排水深淤土地基固結加固技術(以下簡稱微劈裂管路真空預壓法)與傳統真空預壓排水深淤土地基固結加固技術(以下簡稱傳統真空預壓法)對(duì)比試驗研究。
據該課題負責人介紹,微劈裂管路真空預壓法是采用密封的管路系統替代砂墊層,以減少真空負壓在排水闆中的傳遞損失,同時(shí),在塑料排水闆之間加插增壓管,通過(guò)壓縮空氣對(duì)土體進(jìn)行一定程度的劈裂,加速土體固結的技術。
課題組根據地基土層分布情況,在運河西堤崇灣段西側青坎平台上劃出1000 平方米試驗場地進(jìn)行微劈裂管路真空預壓法與傳統真空預壓法工程性對(duì)比試驗,并將(jiāng)試驗區劃分爲傳統真空預壓南區和北區,微劈裂真空預壓有樁南區和北區,以及無樁南區和北區進(jìn)行對(duì)比試驗。
試驗過(guò)程中,課題組對(duì)膜下真空度、孔隙水壓力、地表沉降量、分層沉降量等監測數據進(jìn)行了對(duì)比分析和研究。一系列試驗數據表明,微劈裂管路真空預壓法對(duì)深淤土地基的加固效果明顯優于傳統真空預壓法,且固結加固速度明顯加快,有利于縮短施工工期。課題組推薦并經(jīng)專家論證同意,將(jiāng)微劈裂管路真空預壓法直接應用于運河西堤崇灣險工段深淤土地基加固處理。爲保證工程的加固效果,還(hái)在加固區周邊增設了防滲牆。
2013年10月至2014年6月,微劈裂管路真空預壓法在運河西堤崇灣段堤防加固工程上得到了成(chéng)功應用,各分層範圍堤基承載力均滿足設計要求,填築後(hòu)堤防沉降觀測至2015年4月15日,堤身累計沉降約45毫米,堤身填築完成(chéng)8個月後(hòu),堤身月沉降量小于1毫米,堤身沉降趨于穩定。而且,新技術的應用大大縮短了施工工期,确保工程在2014年汛前實施完成(chéng)。
試驗研究和工程應用的監測數據表明,微劈裂管路真空預壓法采用管路系統替代砂墊層,通過(guò)增壓系統對(duì)土體産生微劈裂,提高其排水性能(néng),加速土體固結,效果明顯。經(jīng)省水利廳專家組鑒定認爲:該項研究成(chéng)果達到了國(guó)内領先水平,具有較好(hǎo)的推廣應用前景。課題組在試驗研究過(guò)程中還(hái)形成(chéng)了相應的工法,制定了相應的質量評定标準,爲研究成(chéng)果的推廣應用奠定了良好(hǎo)基礎。(供稿:省水利工程建設局 蔣建雲 責編:廳辦公室 栾慶明)