“高真空擊密法”地基處理工法在內(nèi)河碼頭工程中的應(yīng)用與節(jié)能減排

郭永平

（江蘇淮陰水利建設(shè)有限公司）

“高真空擊密法”地基處理工法在內(nèi)河碼頭工程中的應(yīng)用與節(jié)能減排

郭永平

（江蘇淮陰水利建設(shè)有限公司）

“高真空擊密法”地基處理工法在江蘇淮安地區(qū)內(nèi)河港口工程地基處理中成功應(yīng)用。“高真空擊密”地基處理工法與普通攪拌樁地基處理工藝比較最低減少0.3624t/m2二氧化碳排放，減少地下水二次污染，為環(huán)保事業(yè)做出巨大貢獻(xiàn)。

軟基處理；高真空擊密法；施工技術(shù)

1　“高真空擊密法”軟基處理工法的應(yīng)用

1.1“高真空擊密法”軟基處理工法簡介

“高真空擊密”地基處理工藝為快速“高真空擊密法（HVDM）”軟地基處理工法是一種新型快速真空動力排水固結(jié)法，它是通過數(shù)遍高真空排水并結(jié)合變能量擊密人為制造“壓力差”主動排水，分步降低含水量，提高密實(shí)度、承載力，減少工后沉降和差異沉降。

工期短：兩遍夯擊之間的間歇時間從規(guī)范3～4周，縮短至5～ 7d。設(shè)備、工藝適合大面積施工，總工期明顯縮短。單位面積施工工期為10～35d，是傳統(tǒng)工法的1/3～1/2。

造價(jià)低：HVDM工法快速且工程造價(jià)是傳統(tǒng)工法的40～ 80%。

質(zhì)量可控：施工工藝克服了真空度沿塑料排水板豎向衰減，以及塑料排水板排水通道的存在引起工后沉降較大的缺陷，對飽和粉土、低塑性淤泥質(zhì)土，可形成6～10m超固結(jié)硬殼層，形成的超固結(jié)硬表層能提高地基抗變形能力；對分層地基具有良好的適應(yīng)性和質(zhì)量穩(wěn)定性。

1.2應(yīng)用工程概況

淮安港市區(qū)港區(qū)新港作業(yè)區(qū)二期工程HAXG-SG1標(biāo)工程設(shè)在淮陰船閘下游約800m與里運(yùn)河交匯處，新港作業(yè)區(qū)一期工程的東側(cè)，里運(yùn)河的北面。陸域場地地基處理采用“高真空擊密法”軟基處理及一、二期連接部位（12m寬）采用水泥攪拌樁基礎(chǔ)地基處理。高真空擊密軟基處理面積約10萬m2，連接部位水泥攪拌樁樁徑50CM，間距1.5m，樁長6m，水泥參量12%?！案哒婵論裘芊ā惫しㄒ筇幚砻嬉韵?m范圍沒有透水性差的淤泥質(zhì)土層，全部清除淤泥再回填優(yōu)質(zhì)土成本較高，經(jīng)設(shè)計(jì)人員結(jié)合“高真空擊密法”工藝要求驗(yàn)算，采取清淤到高程7.0m，上部回填港池開挖土方（土質(zhì)為粉土、粉質(zhì)粘土及粘土）填至高程10.5m，再進(jìn)行高真空擊密處理，其地基承載力能達(dá)到115kPa以上，滿足道路及堆場使用要求，其他區(qū)域土質(zhì)滿足該地基處理工藝要求。

1.3試驗(yàn)?zāi)康?/p>

高真空擊密法在本項(xiàng)目大面積應(yīng)用之前進(jìn)行具有代表性區(qū)域小區(qū)試驗(yàn)，并在高真空擊密結(jié)束后進(jìn)行相關(guān)試驗(yàn)檢測，主要達(dá)到以下的目的：

（1）針對本工程場地地質(zhì)情況，通過小區(qū)試驗(yàn)確定該工藝是否滿足該工程地基處理加固要求，同時確定相關(guān)的施工參數(shù)，為后期大面積施工提供依據(jù)。

（2）確定有關(guān)排水參數(shù)，包括真空管間距、排水時間等參數(shù)，確定最佳排水措施。

（3）確定有關(guān)擊密的參數(shù)，包括最佳夯能、擊密間距、擊密間隔時間、擊密次數(shù)和遍數(shù)、起夯面標(biāo)高、夯坑回填方式和夯后標(biāo)高等擊密工藝和參數(shù)。

（4）通過加固前后進(jìn)行的監(jiān)測和檢測，動態(tài)了解地基處理對各土層的地基加固效果和變形特征，為大面積設(shè)計(jì)、施工提供依據(jù)，確保工程質(zhì)量。

（5）本次試驗(yàn)區(qū)施工過程中各項(xiàng)施工參數(shù)，在施工過程中及施工完成后全部提交至設(shè)計(jì)單位，由設(shè)計(jì)單位根據(jù)試驗(yàn)區(qū)的情況最終確定大面積施工的具體參數(shù)。

1.4施工技術(shù)要點(diǎn)

1.4.1施工工藝流程

①場地整理（包括不良地質(zhì)情況下的換填及整平以及起夯前地面標(biāo)高不足時的補(bǔ)土回填）→②地基處理前的場地測試、施工準(zhǔn)備→③安裝真空排水系統(tǒng)→④進(jìn)行第一遍高真空排水擊密→⑤對第一遍處理后的地基進(jìn)行現(xiàn)場自檢→⑥調(diào)整施工參數(shù)、進(jìn)行第二遍高真空排水擊密施工→⑦第二遍處理的地基進(jìn)行現(xiàn)場自檢→⑧根據(jù)自檢結(jié)果分析地基處理效果，進(jìn)行第三遍高真空排水擊密施工→⑨進(jìn)行第四遍高真空排水及滿夯→⑩場地整平壓實(shí)、按設(shè)計(jì)要求檢測合格后進(jìn)入下一道工序。

1.4.2高真空排水及擊密施工

高真空擊密法是通過高真空強(qiáng)排水，擊密這兩道工序的有機(jī)結(jié)合，相互作用，具體施工參數(shù)應(yīng)根據(jù)具體地質(zhì)情況確定，根據(jù)試驗(yàn)區(qū)地質(zhì)情況設(shè)置排水布置參數(shù)和擊密參數(shù)。

施工期間排水系統(tǒng)的真空管間排距：深管（長6m）4.0×3.5m，淺管（長4m）4.0×3.5m，深淺管管頭高出地表20cm。真空排水遍數(shù)為4遍，第一遍排水將地下水位降至地表以下2.5m，后三遍排水同時滿足夯后土中孔隙水壓力消散85%以上。在強(qiáng)夯擊密過程中，真空管保持不間斷排水，高真空擊密法為信息化施工過程，在施工過程中需要根據(jù)排水情況調(diào)整真空管布置參數(shù)以及排水遍數(shù)和時間，具體不同區(qū)域不同地質(zhì)需要進(jìn)行參數(shù)調(diào)整，嚴(yán)格按照試驗(yàn)方案的要求控制空隙水壓力及夯能，實(shí)際夯坑深度控制以不出現(xiàn)提錘困難且無明顯隆起為原則，在具體施工之前應(yīng)進(jìn)行單點(diǎn)夯擊能試夯，以確定最佳夯擊能。

1.4.3擊密過程控制

高真空擊密法施工是信息化施工過程，夯擊數(shù)、夯擊能量嚴(yán)格按實(shí)驗(yàn)方案要求控制，遇到地質(zhì)復(fù)雜區(qū)域，出現(xiàn)隆起量，位移量超過指標(biāo)時需立即停錘，重新進(jìn)行詳勘，進(jìn)行分析計(jì)算后方可繼續(xù)，以防形成“彈簧土”反而降低土體強(qiáng)度。每一遍高真空擊密后，必須及時進(jìn)行每層土多種力學(xué)指標(biāo)分析，對最終處理效果進(jìn)行過程控制。第二遍擊密沉降量約19cm，第三遍擊密沉降量約9.5cm，單遍擊密的沉降量逐漸減少，總沉降量達(dá)到55cm以上。

1.5檢測結(jié)果分析

試驗(yàn)區(qū)施工結(jié)束后，按照規(guī)范要求進(jìn)行了2m2載荷板檢測及過程靜力觸探檢測，并依據(jù)《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》（JGJ79-2012）附錄A有關(guān)條款分析判定，下部淤泥的承載能力顯著提高，整個高真空試驗(yàn)區(qū)區(qū)域地基承載力特征值滿足設(shè)計(jì)要求。

1.6試驗(yàn)結(jié)論

本次試驗(yàn)區(qū)的場地地質(zhì)條件與淤泥置換區(qū)基本相同，也是該工程地質(zhì)最差部位，根據(jù)第三方檢測結(jié)果，本次試驗(yàn)區(qū)采取高真空擊密法進(jìn)行處理后，地基承載力顯著提高，滿足設(shè)計(jì)要求，同時試驗(yàn)區(qū)的施工參數(shù)對于大面積施工具有很大的指導(dǎo)作用，可以參照試驗(yàn)區(qū)施工參數(shù)進(jìn)行大面積施工。

2　高真空擊密軟基處理工藝節(jié)能減排及環(huán)保

淮安港市區(qū)港區(qū)新港作業(yè)區(qū)二期工程HAXG-SG1標(biāo)工程地基處理兩種設(shè)計(jì)方案，分別為高真空擊密和水泥攪拌樁。水泥攪拌樁每根樁承載面積2.25m2，水泥用量為1.02t，折算0.453t/m2，10萬m2水泥用量為45300t。

根據(jù)歐洲水泥協(xié)會報(bào)道，水泥生產(chǎn)是世界上溫室氣體最大排放源，水泥來之石灰石，石灰石中含有90%碳酸鈣，碳酸鈣在高溫情況下分解成氧化鈣和二氧化碳，氧化鈣是水泥的主要成分，每燒結(jié)1t水泥大約需要1.33t石灰石，排放0.8t二氧化碳。該工程如果采用水泥攪拌樁地基處理，按照水泥用量計(jì)算共消耗石灰石60249t，排放36240t二氧化碳。比較而言該工程采用“高真空擊密”地基處理工藝節(jié)約石灰石60249t，減少二氧化碳排放36240t，同時此工藝屬純物理性加固，不會造成地下水二次污染。在國家大力提倡節(jié)能減排的政策下，此工藝得到了完美應(yīng)用，為節(jié)能減排及環(huán)保做出巨大貢獻(xiàn)。

3　“高真空擊密法”軟基處理工法推廣應(yīng)用設(shè)想

該工法在江蘇淮安地區(qū)內(nèi)河碼頭陸域場地地基處理中得到成功應(yīng)用，處理后地基承載力達(dá)到115kPa及以上，其地基處理屬純物理加固，無需添加劑，節(jié)約能源，施工環(huán)保零排放，減少地下水二次污染。根據(jù)該工法的優(yōu)勢筆者認(rèn)為大力推廣應(yīng)用，例如道路、物流園、低層建筑廠區(qū)等工程。

[1]《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》（JGJ79-2012）[S].中國建筑科學(xué)研究院.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2013.

[2]《淮安港市區(qū)港區(qū)新港作業(yè)區(qū)二期工程》（HAXG-SG1）.標(biāo)施工圖設(shè)計(jì)文件.

TU472.3

A

1673-0038（2015）50-0261-02

2015-11-12