真空降水強(qiáng)夯法及應(yīng)用技術(shù)

王想勤　張慶華

【摘 要】真空降水強(qiáng)夯法作為一種復(fù)合式軟基處理方法，結(jié)合了真空預(yù)壓與強(qiáng)夯兩種處理方法的優(yōu)點(diǎn)，為沿海地區(qū)工程建設(shè)中遇到的軟土地基加固提供了新的途徑。本文在分析真空降水強(qiáng)夯法加固軟土地基原理的基礎(chǔ)上，結(jié)合東莞南玻綠色能源產(chǎn)業(yè)園區(qū)軟基處理工程，詳盡闡述了真空降水強(qiáng)夯法的施工工法、工藝流程及技術(shù)特點(diǎn)。分析表明，采用真空降水強(qiáng)夯法處理軟土地基具有工期短、成本低、加固效果好等優(yōu)勢(shì)。

【關(guān)鍵詞】真空降水強(qiáng)夯法；原理；工藝流程

0.前言

目前軟土地基處理的方法主要有堆載預(yù)壓法、真空預(yù)壓法及強(qiáng)夯法。真空降水強(qiáng)夯法就是將強(qiáng)夯技術(shù)與真空井點(diǎn)降水結(jié)合起未的一種新的復(fù)合式地基處理方法，該法能夠充分發(fā)揮強(qiáng)夯和真空井點(diǎn)降水的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，利用真空降水來(lái)加速?gòu)?qiáng)夯產(chǎn)生的超孔隙水壓力的消散和孔隙水的排出，從而使軟土地基能夠在較短的時(shí)間內(nèi)取得較好的加固效果。

1.加固原理

真空降水強(qiáng)夯法是一種快速加固軟土地基的新技術(shù)，由真空降水與強(qiáng)夯兩道工序組成，通過(guò)真空降水—擊密兩道工序的多遍循環(huán)，降低土體含水量，提高土體密實(shí)度和承載力，減少地基的工后沉降與差異沉降量，從而達(dá)到加固軟土地基的目的。

2.施工工法

真空強(qiáng)夯法的一個(gè)主要特點(diǎn)就是根據(jù)詳細(xì)的地質(zhì)勘察資料和分次的擊密效果檢測(cè)資料不斷調(diào)整施工參數(shù)，通過(guò)真空降水-強(qiáng)夯兩道工序的疊加與循環(huán)，使土體強(qiáng)度逐漸接近設(shè)計(jì)目標(biāo)。其施工工法如下：

2.1確定施工參數(shù)

確定真空排水管、塑料排水板、真空泵的布置方式，然后通過(guò)初步的夯擊試驗(yàn)確定強(qiáng)夯的單擊能量大小、擊數(shù)等參數(shù)。

2.2第一遍真空降水

在進(jìn)行強(qiáng)夯施工前，首先對(duì)地基進(jìn)行真空降水施工。根據(jù)不同的土質(zhì)，采用不同的井點(diǎn)密度、深度、真空時(shí)間、真空度等施工參數(shù)來(lái)降低土層的含水量。

2.3第一遍強(qiáng)夯

在第一遍真空降水結(jié)束后，對(duì)地基進(jìn)行第一遍強(qiáng)夯。

2.4進(jìn)行土體第一遍處理后的效果檢測(cè)

包括靜力觸探試驗(yàn)、標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)及荷載試驗(yàn)，調(diào)整施工參數(shù)進(jìn)行第二遍真空降水強(qiáng)夯施工。

2.5進(jìn)行土體第二遍處理后的效果檢測(cè)

如果土體強(qiáng)度仍達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，則需要進(jìn)行第三遍真空降水和強(qiáng)夯施工，然后進(jìn)行效果檢測(cè)，如此反復(fù)，直到土體強(qiáng)度滿足施工設(shè)計(jì)要求為止。

3.施工參數(shù)設(shè)計(jì)與工藝流程

這里將結(jié)合東莞南玻綠色能源產(chǎn)業(yè)園區(qū)軟基處理工程實(shí)例，詳細(xì)闡述真空降水強(qiáng)夯法的施工工藝流程。

3.1工程概況

本項(xiàng)目位于東莞市麻涌鎮(zhèn)，第四系覆蓋層主要為沖填土（填砂）、沖積而成的淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土、砂層、粉質(zhì)粘土以及人工填土組成，地質(zhì)剖面示意圖如圖3。設(shè)計(jì)要求工后沉降不大于25cm，地基承載力不小于120kPa，差異沉降不大于0.3%。

3.2施工參數(shù)設(shè)計(jì)

3.2.1塑料排水板

本次塑料排水板采用梅花形布置，深度18m，1.2m間距，塑料排水板選用濾膜連接為膠粘式槽型板，平面圖如圖1，剖面圖如圖3。

圖1 梅花形塑料排水板布置示意圖

3.2.2真空排水管布置

真空管排距按3m、點(diǎn)距按3m 控制，每塊區(qū)域的四周濾管按間隔2m布置，每9m2一個(gè)真空降水點(diǎn)。剖面圖如圖3。

3.2.3真空泵的布置

為了確保真空度不小于80KPa，利于強(qiáng)夯施工過(guò)程中軟基排水，按2000m2布置一臺(tái)真空泵的原則布置，剖面圖如圖3。

3.2.4夯擊點(diǎn)及夯能

夯點(diǎn)按3×3m 間距控制，布置成梅花形，第一、二遍間隔夯擊，如圖2。第一遍夯擊能量控制在2000kN·m，第二遍夯擊能量控制在2000kN·m，每遍每點(diǎn)夯擊4擊， 以點(diǎn)夯累計(jì)夯沉量不宜大于1.2m 控制，兩遍夯擊間隔時(shí)間不小于10d。第三遍普夯夯擊能量控制在1200kN·m。

圖2 夯點(diǎn)布置示意圖

3.2.5排水系統(tǒng)

在距離真空泵2m處開挖排水溝，剖面圖如圖3。

圖3 真空降水剖面示意圖

3.3工藝流程

（1）真空降水：真空度維持在80kPa以上并正常抽真空預(yù)壓55d以上。

（2）強(qiáng)夯：取得土體的巖性、粒度、含水量、滲透系數(shù)等基礎(chǔ)資料，根據(jù)夯前、夯后資料對(duì)比分析，確定強(qiáng)夯施工參數(shù)。

（3）地基處理檢測(cè)：主要有靜力觸探、標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)和室內(nèi)土工試驗(yàn)等。

4.技術(shù)要點(diǎn)

真空降水強(qiáng)夯法屬于快速動(dòng)力排水固結(jié)的工法，在進(jìn)行施工時(shí)，應(yīng)注意以下幾個(gè)方面的技術(shù)要點(diǎn)：

（l）根據(jù)不同土體的滲透系數(shù)，含水量，分層多遍強(qiáng)制調(diào)整各層土的真空度，真空氣量、平衡參數(shù)，使需要處理的土體逐步接近加固密實(shí)的最優(yōu)含水量。

（2）在需處理土體分遍逐步接近最優(yōu)含水量的同時(shí)，同步采用大型擊密設(shè)備對(duì)所需處理土體實(shí)施分遍擊密，使之逐步接近最大密實(shí)度。

（3）根據(jù)地基處理的深度要求，正確計(jì)算各種下土體擊密所需的擊振能量。如第1擊時(shí)就出現(xiàn)明顯隆起，則要適當(dāng)降低夯擊能，相鄰夯坑內(nèi)的隆起量應(yīng)小于5cm；第2擊夯沉量應(yīng)小于第1擊夯沉量；兩擊夯沉量應(yīng)小于50cm。強(qiáng)夯最后兩擊夯沉量應(yīng)小于5cm。

（4）各類土層的孔隙率是不一樣的，孔隙水壓力消散時(shí)間也有差異，因此須正確確定超孔隙水壓力消散時(shí)間與每遍擊密的固結(jié)恢復(fù)時(shí)間，要求超孔隙水壓力消散達(dá)85%～90%且不小于7天后方可進(jìn)行第2遍強(qiáng)夯。如地層中粘土含水量過(guò)高，土中的孔隙水不易排出，超孔隙水壓力不易消散，間歇期相應(yīng)要長(zhǎng)。

（5）強(qiáng)夯及降水過(guò)程中的監(jiān)測(cè)、檢測(cè)項(xiàng)目應(yīng)按規(guī)定穿插在以上步驟中進(jìn)行。停夯及回填土方期間應(yīng)做好施工小區(qū)地面排水系統(tǒng)，確保地表水能及時(shí)排走；夯坑及地表有積水時(shí)應(yīng)及時(shí)抽干，嚴(yán)禁浸泡夯坑。

5.結(jié)語(yǔ)

真空降水強(qiáng)夯法作為一種復(fù)合式軟基處理方法，結(jié)合了真空預(yù)壓與強(qiáng)夯兩種處理方法的優(yōu)點(diǎn)，為沿海地區(qū)工程建設(shè)中遇到的軟土地基加固提供了新的途徑。本文在探討和分析真空降水強(qiáng)夯法加固軟土地基原理的基礎(chǔ)上，詳盡闡述了該方法的施工工法、工藝流程及技術(shù)要點(diǎn)。分析表明，采用真空降水強(qiáng)夯法加固軟土地基具有工期短、成本低、加固效果好等優(yōu)勢(shì)。