“高真空降水+强夯法”在软土地基处理中的应用

摘要：“高真空降水+强夯法”主要是降低土体中的地下水位及含水量，以改善施工条件，为强夯施工创造条件。并通过调整夯击能和夯击数来实现提高承载力的目的。

关键词：高真空降水；强夯；施工工艺；保证措施

Abstract: “High Vacuum Precipitation + Dynamic Compaction Method” is to lower the groundwater level and water content in the soil, to improve the working condition, and to create conditions for the dynamic compaction. And by adjusting the tamping and tamping number to achieve the purpose of improve carrying capacity.Key words: high vacuum precipitation; dynamic compaction; construction technology; assurance measures

中图分类号：TU447文献标识码： A 文章编号：2095-2104（2012）04-0020-02

随着近几年来经济的高速发展，土地资源越来越宝贵，特别是在沿江沿海的几个大城市，所以好多企业就是房地开发企业也将目光投入到了沿江沿海的滩涂地带，这不仅给国家节约了大量的土地资源，而且也给企业带来的很大的经济利润。现就结合工程实例谈谈高真空降水+强夯对沿江沿海滩涂地带吹填砂地基处理的有效方法，及适宜性和经济性。

工程概况：

1.地基处理范围及要求

启东市-北上海恒大威尼斯水城项目是恒大地产集团在启东投资的重点项目。项目位于长江入海口北岸，首期建设用地3158亩，首期开发项目总建筑面积为893356平方米。具体包括如下建筑物：

商业建筑：有恒大威尼斯酒店、国际会议展览中心、国际体育城，总建筑面积约255200万平方米；幼儿园、中学、小学、住宅首层商铺，总建筑面积约57005万平方米。

住宅建筑，有独立低层住宅、双联低层住宅、联排低层住宅、多层低层住宅（叠式）、小高层住宅（11层）、高层住宅（18层），总建筑面积约594849平方米。

小区主入口大门主门楼为4层，两旁门廊为1层，为钢筋混凝土结构。

2.工程地质条件

①1回填土：灰黄～灰色，松散，以砂性土为主，底部夹有灰黑色淤质土，层厚0.30～3.60m，层底标高-0.05～2.75m，该层场地内有明河边缘、暗沟、暗河及暗塘部位有分布，压缩性高。工程特性极差。

①2淤泥：灰黑色，流塑，含有机质，有腥臭味。层厚0.20～2.30m，层底标高-0.62～1.90m，该层明河、明沟及暗沟、暗河、暗塘底部有分布，压缩性高，工程特性极差。

①3素填土：灰黄～灰色，松软，以粘性土为主，含植物根茎。层厚0.20～2.20m，层底标高1.10～3.50m，该层普遍分布（明河、明沟及暗沟、暗河、暗塘部位除外），压缩性高，工程特性极差。

②1粉砂夹粉土：灰黄～青灰色，稍密，含铁锰质氧化斑点及云母碎片，偶夹薄层粉质粘土，矿物成份以石英、长石为主，云母次之，级配不良。层厚0.20～2.80m，层底标高-0.70～2.00m。该层场地内呈区域分布，明河、明沟及暗沟、暗河、暗塘部位变薄或缺失，压缩性中等，工程特性中等。

②2粉砂夹粉土：青灰色，稍密，含云母碎片，偶夹薄层粉质粘土，矿物成份以石英、长石为主，云母次之，级配不良。层厚1.60～6.20m，层底标高-3.08～-0.85m。该层场地内普遍分布明河、明沟及暗沟、暗河、暗塘部位变薄或缺失，压缩性中等，工程特性中等。

③淤泥质粉质粘土：灰色，软～流塑，含有机质，局部夹有粉质粘土、粉土及粉砂薄层，刀切面粗糙，稍有光泽，摇震反应缓慢，干强度低，韧性低。层厚0.70～3.00m，层底标高-5.08～-2.67m。该层场地内呈区域分布，压缩性高，工程特性中等。

④粉砂夹粉土：青灰色，稍密，饱和，夹有粉质粘土薄层，浅部稍差，从上向下渐好，矿物成份以石英、长石为主，云母次之，级配不良。层厚1.200～4.70m，层底标高-8.30～-5.56m。该层场地内呈区域分布，压缩性中等，工程特性中等。

⑤粉土夹粉质粘土：灰色，稍密，很湿，水平层理发育，夹较多粉质粘土薄层，无光泽，干强度偏低，韧性低，摇振反应中等～迅速。层厚1.20～4.20m，层底标高-11.24～-11.28m。该层场地内呈区域分布，压缩性中低等，工程特性良好。

⑥1粉细砂：青灰色，中密，饱和，矿物成份以石英、长石为主，云母次之，级配部良，较均质。层厚2.10～4.80m，层底标高-14.58～-11.28m。该层场地内呈区域分布，压缩性中等，工程特性良好。

⑥2粉细砂：青灰色，稍密，饱和，底部夹有粉质粘土薄层，矿物成份以石英、长石为主，云母次之，级配不良。层厚-14.58～-11.25m，层底标高-14.74～-12.88m。该层场地内呈区域分布，压缩性中低等，工程特性中等。

⑦淤泥质粉质粘土：灰色，软～流塑，含有机质，局部夹有粘土及薄层粉砂，刀切面粗糙，稍有光泽，摇震反应缓慢，干强度低，韧性低。层厚26.60～30.80m，层底标高-44.06～-40.28m。该层场地内呈区域分布，压缩性中等，工程特性极差。

⑧粉质粘土：灰色，可偏软塑，夹有薄层粉土，具层理，刀切面粗糙，少有光泽，摇震反应缓慢，干强度中等，韧性中等。本次勘察未揭穿该层，最大控制厚度4.55m，压缩性中等，工程特性良好。

二、地基处理施工参数

三、“高真空降水+强夯法”的施工工艺

一）、高真空降水施工工艺：

1、小螺钻钻探

在地基处理施工区域进行小螺钻勘探，深度以钻至地表以下不小6.0m处，摸清需加固区域的各类土层的埋置深度、厚度，以便及时了解施工区域的土性、土层的含水量、渗透系数和状态，绘制钻探剖面图，正确调整井点滤头长度及井点管布置密度。

2、用冲水管冲孔后，沉设井点管

井点管沉设当采用冲水管冲孔方法进行，可分为冲孔(图a)与沉管（图b）两个过程。冲管采用直径为50～70mm的钢管，长度比井点管长1.5m左右。冲管下端装有圆锥形冲嘴；在冲嘴的圆锥面上钻有三个喷水小孔，各孔间焊有三角形立翼，以辅助冲水时扰动土层，便于冲管下沉。冲孔所需的水压，根据土质不同，一般为0.6～1.2MPa。冲孔孔径不应小于300mm，并保持垂直，上下一致，使滤管有一定厚度的砂滤层。冲孔深度应比滤管底深0.5m以上。以保证滤管埋设深度，并防止被井孔中的沉淀泥砂所淤塞。

井孔冲成后，应立即拔出冲管，插入井点管，紧接着就灌填砂滤料，以防止坍孔。要用干净粗砂灌填，并填至滤管顶以上1.0～1.5m，以保证水流畅通。

3、降水井点管布置；

根据工程的地质情况、设计要求和类似工程的施工经验，确定真空降水井点的间距、排距，井点管采用φ32mm的镀锌管，管下端配有滤管和管尖，管长6.0～8.0m，滤管长1.5～2.0m，滤管外包2～3层纱布，用20#铁丝缠绕扎牢。

连接管采用φ32mm的透明钢丝管。集水总管采用直径φ63mm的 PVC管分节连接井点管。在插入真空降水管的同时，每800m2布置一个水位检测孔，观测地下水位变化情况。

4、真空降水

管路系统连接好后，开泵进行真空井点降水，抽取地下水3～5天后出水量明显减少，通过定期观测水位检测孔的水位，在地下水位下降到设计要求以下并稳定后，出水量明显减少，则可结束本遍真空降水，拨管进行强夯施工。

5、真空降水质量保证措施

每天对地下水位变化情况进行观测，以确定降水时间，当地下水位降至设计要求后，方可拔管进行强夯施工。在强夯施工过程中，真空降水管封管仍进行降水施工，以防止地下水位回升。

真空降水分区进行施工，每个小区设置地下水位管，每800m2布置一个水位检测孔，观测地下水位变化情况。直径≥10cm，埋深5m，砂面1m以下管身均设透水孔且管底要开口，外层用无纺布或其它透水隔泥砂的材料如薄型土工布包裹，安排专人监测地下水位，且保证施工过程中的完好性。

地基处理期间，降雨时怎样保证工程质量，是施工的又一重点，根据以往经验，雨季的质量保证措施主要是：a、每天收听天气预报，遇降雨天气，随时增加开挖排水沟，及时排水，直到将水降至设计要求以下；b、合理控制“降水与强夯”间隔时间。c、每块降水达到要求便立即强夯完成不留尾巴。

二）、强夯施工工艺

当水位降到设计要求后，拨除内层井点管（保留封管），进行强夯施工，夯锤一般采用10~15T，夯锤直径2.5m左右， 根据设计要求进行施工。

1、强夯施工步骤

点夯按照如下步骤进行：

①准确测放第一遍夯点位置。

②会同业主、监理根据设计夯能及锤重共同确定落锤的有效高度。

③强夯机就位，使夯锤对准夯点位置。

④测量夯前锤顶标高及场地标高，并做好记录。

⑤将夯锤起吊到预定高度，待夯锤脱钩自由下落，夯入地面后，再测量夯锤顶标高，计算出第一击夯沉量，并做好原始记录。

⑥重复步骤⑤，按设计要求的夯击击数及控制标准完成一个夯坑的点夯施工。

⑦重复步骤③～⑥，按设计要求的夯击击数及控制标准完成强夯区的点夯施工。

在第一遍强夯完成之后，推平，布设第二遍井点管，进行第二遍降水及强夯（必须在超孔隙水压力消散度达85%以上方可进行）。如果时间允许可适当延长时间。

根据施工现场的实际地质情况，在砂质土中，由于孔隙水压力增长及消散过程时间相对较短，孔隙水压力随夯击能的增加而增加，所以易采取“少击多遍，先轻后重”的原则。

在水源丰富的大面积施工中，采取开挖大明沟，并设置封管，封管在整个施工中保留降水。必须指出，强夯法的加固顺序是先深后浅，在最后一遍点夯完成后，用推土机推平，夯坑底面以上的填土比较松散，加上强夯产生的强大震动，也会使周围已经夯实表土层有一定程度的振松，所以，一般常采用低能量满夯或振动碾压来处理。

3、夯后推平

夯后夯坑应及时用推土机推平，确保夯坑内无积水，不受雨水影响。

4、 强夯施工的质量保证措施

施工过程中，加强排水是保证强夯质量的关键，每次强夯前都应将积水排除干净，严禁不排水而推平夯坑。严格控制每遍之间的间隔时间，使孔隙水压力充分消散，方可进行下一道工序的施工；严格控制夯锤的起吊高度，认真测量、记录每击的夯沉量，决不允许出现少击多记现象；强夯定位放线，控制点允许位移±20mm；夯点定位允许偏差±50mm；夯击时，夯击点中心位移偏差应小于150mm；夯击时夯锤应起落平稳，当夯坑底倾斜大于30°时，应将坑底填平后再进行夯击。

严禁雨天进行施工，雨后，应将积水排除干净经过适当晾晒，使土中水分基本蒸发后方可进行施工；保证原始资料的准确性与真实性，以便及时发现解决问题；应用数理统计技术，对夯坑的夯沉量、最后两击的贯入度进行统计，若发现异常情况，及时与监理、设计联系，提出处理意见。

四、加固效果

4.1试验点的静载试验基本情况见表2

施工结束后，经检测，地基处理满足设计要求，而且节省了工期，，工程造价比振冲法节省了30%，从施工角度，工程质量在工程中更有效控制。

五、结语

1、“高真空降水+强夯法”是结合二种控制方法处理软弱地基的一种施工工艺。特别是针对我国沿海地区普遍存在的吹填砂、砂质土，通过“高真空降水+强夯”能达到使土体中地下水位快速降低，含水量减少,及时进行强夯，以提高地基的承载力。

2、“高真空降水+强夯法”是基于井点降水对高含水量砂质土的处理及通过控制所施加的动力对地基进行加固的方法，能快速有效地改变需处理土体的特性，达到设计要求的承载力。起到了真正意义上的对高含水量砂质土进行加固的目的。

3、“高真空降水+强夯法”适用于大面积软弱地基处理，且施工工期短，单位面积施工周期为10~15天，为常用施工方法的2/3。针对不同的土质，通过调整真空降水及强夯施工的参数，使之达到所需深度的承载力。能有效地避免“弹簧土”，经处理后的地基深度范围自地表以下会形成一个硬壳层均匀密实。

参考文献：

YSJ209-92，强夯地基技术规程。

JGJ79-2002，建筑地基处理技术规范。

强夯和强夯置换法加固地基,徐至钧主编， 机械工业出版社。