真空预压固结排水法在太浦河泵站工程堤防加固中的研究与应用

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1、真空预压固结排水法在太浦河泵站工程堤防加固中的研究与应用摘要：太浦河泵站进水渠滑坡处理采用了真空预压排水板的方案，通过加固期的监测和加固后的检测，真空预压达到了设计的要求，滑坡处深厚的淤泥质土层的抗剪强度指标得到了明显的提高。关键词：真空预压；塑料排水板；固结度；抗剪强度1概述太浦河泵站工程位于江苏省吴江市，其修建目的主要是解决太湖枯水年份4～10月太湖水位较低情况下，当太浦闸自流难以满足下游上海市的供水要求时，通过太浦河泵站抽取太湖水补充黄浦江上游水量，满足上海市的供水要求，改善水质。工程主要由进出水渠、池、交通桥、拦污栅闸和泵

2、房等建筑物组成。进水渠渠道为梯形复合断面，全长，底宽70m，边坡1:3，底高程-，顶高程，在高程设置宽5m的马道，渠道边坡采用分段衬砌，高程-~采用浆砌块石护砌，高程至堤顶采用草皮喷植，渠底根据流速的分布，部分采用浆砌块石或混凝土护底。进水渠堤防按1级建筑物设计。施工期间，XX年11月3日在进水渠南堤桩号~范围内发生滑坡，经现场踏勘，堤脚向渠中心滑移30m左右，顺堤轴线方向在坡面上出现宽度和深浅不一的较多纵向裂缝，堤脚的滑动面呈自然坡状态，未出现隆起现象。滑坡发生后，为了尽快清理滑坡现场，恢复原设计的堤防并保证其安全，设计拟定出两

3、个滑坡处理方案：水泥土搅拌桩加固和塑料排水板真空预压加固。在对方案进行施工现场条件、工期、处理费用等技术经济比较后，最后决定采用塑料排水板真空预压加固处理方案。2工程地质条件根据工程地质报告，滑坡部位原天然地面高程约为。典型地质剖面见图1，主要土层的部分物理力学指标见表1。其中②3层淤泥质粉质粘土强度很低，属高压缩性土，且含有机质土。该层顶面高程基本保持在~左右，底部高程自西向东由-抬高到-，最厚处达。进水渠滑坡部位的渠底进入了②3层土。渠堤稳定分析表明，②3土是影响进水渠岸坡稳定的主要土层。图1典型地质剖面图表1滑坡部位土层物理

4、力学指标层号土层描述天然容重kN/m3饱和容重kN/m3含水量%饱和度%压缩系数MP-1固快指标CkPaφ度①1粉质粘土水上8732水下9830②2粉质壤土1001322②3淤泥质粉质粘土1001616③1粉质粘土994020③2重粉质壤土1003220③3轻砂壤土99835⑤粉质粘土981816⑥粉质粘土995524滑坡原因分析发生滑坡的原因是多方面的，这和该段的水文地质条件以及当时的气候条件等都有着密切的联系，经分析研究，认为发生滑坡的主要原因如下：经过现场查勘和实际测量，对照滑坡体测量图，发现滑坡体附近的②3层土基本上处于地

5、质剖面图中的最深处，最大深度达，另一方面，该段②3层土的实际物理力学指标远较预料中的为低应是导致该处边坡失稳的主要原因。滑坡的前一天下雨，雨水渗入土坡，使土体基本处于饱和状态，由此土的物理力学指标进一步降低；另一方面，外坡的水塘一直有水，使堤防的浸润线抬高，增加了渗透压力。太浦河泵站的进水渠属于挖、填结合型，渠道为新开挖，渠道开挖属于卸荷过程，堤防回填高约3m，属加荷过程。渠道的开挖和回填几乎同时进行，工序集中，时间短促。此外，由于进水渠边坡土体主要由渗透性能差、固结缓慢的粘土及淤泥质粉质粘土组成，在快速加荷、卸荷过程中易于产生较

6、大孔隙水压力并较大幅度降低土体抗剪强度。处理方案拟订对滑坡的处理一般采用改变堤防的断面或堤线位置，采取堤顶卸载或堤脚堆载的办法，由于进水渠的河道断面及堤顶高程必须满足过流和防洪要求，因此该处理办法在本工程不适用；对滑坡的处理另一种方法是处理堤基，提高堤基土的物理力学指标和抗滑能力，设计先后考虑了两个方案：一是采用水泥搅拌桩加固堤基，二是采用塑料排水板真空预压加固堤基，对上述两个方案进行施工现场条件、工期、加固方案费用等技术经济比较后，采用方案二。处理的具体步骤：滑坡体修整、真空预压的施工、渠堤回填、边坡修正。5真空预压设计塑料排水

7、板布置范围根据滑坡发生的范围和附近区域的工程地质资料，塑料排水板布置的范围为顺水流向从桩号~，垂直水流方向包含整个进水渠南堤宽度再往进水渠延伸15m，总加固面积约5400m2。排水板布置剖面图见图2。图2排水板布置剖面图塑料排水板布置排水板尺寸为100mm×4mm，在滑坡中心区桩号~之间范围内，排水板间距，按三角形布置。在滑坡区两侧桩号~之间及~之间各18m范围内，排水板间距以、、间隔按三角形布置。本工程加固的主要对象是②3层淤泥质粉质粘土，以渠堤稳定为控制条件，所以排水板的长度根据最危险滑弧的深度来确定。根据土层地质资料分析和稳

8、定计算结果，最危险滑弧底部高程与②3层土底部相切，所以排水板必须穿过②3层土，最后确定排水板底高程-。在排水板顶部铺设厚的砂垫层，当中布置滤水管，砂垫层上铺设2层密封膜。采用射流真空泵抽真空，预压期间泵真空压力不小于96kPa，膜内真空度不小于80