動力排水固結(jié)加固軟土地基技術(shù)分析

摘要：動力排水固結(jié)加固軟土地基技術(shù)是一種先進(jìn)行排水系統(tǒng)的鋪設(shè)，接著實(shí)行堆載預(yù)壓，最后再進(jìn)行強(qiáng)夯的復(fù)合型軟土地基處理方法，這種方法在處理含水量和壓縮性高的軟土地基工程施工方面，具有工程造價低、工程工期短、安全可靠、效果良好的優(yōu)點(diǎn)。本文將在結(jié)合某地基礎(chǔ)工程軟土地基施工過程的基礎(chǔ)上，分析動力排水固結(jié)法在加固基礎(chǔ)工程軟土地基處理方面的具體運(yùn)用。

關(guān)鍵詞：動力排水固結(jié)法;加固;軟土地基;技術(shù)

動力排水固結(jié)法概念的產(chǎn)生主要是基于對動力固結(jié)法的改進(jìn)和補(bǔ)充，它主要是針對軟土的結(jié)構(gòu)特性、運(yùn)用動力排水固結(jié)對軟土地基加固的原理，再結(jié)合動力固結(jié)法的基本方法而產(chǎn)生的。動力固結(jié)法無法解決的對高飽和度粘性土，特別是淤泥和淤泥質(zhì)土這些滲透性不高，含水量很高的的土質(zhì)構(gòu)成的軟土地基的處理，動力排水固結(jié)法就可以在很大程度上實(shí)現(xiàn)，可以減小對軟土結(jié)構(gòu)的破壞，降低強(qiáng)夯時產(chǎn)生的孔隙水壓力，從而起到對軟土地基加固的目的。

1動力排水固結(jié)法加固軟土地基的基本原理

為了改善軟土地基的排水邊界條件，動力排水固結(jié)法在加固軟土地基時，就要把排水體鋪設(shè)在工程的軟土中，常見的排水體主要有：袋裝沙井、砂墊層以及塑料排水板。為了更好地產(chǎn)生堆載靜壓的效果和防止鋪設(shè)夯擊時，對軟土地基的結(jié)構(gòu)造成直接性的破壞，需要把一定量和一定厚度的土層填埋在砂墊層上。同時為了能夠使高強(qiáng)度的孔隙水壓力在軟土地基上形成，在強(qiáng)度夯擊時，就需要借助豎向排水體向土層更深處傳遞夯擊形成的強(qiáng)大動應(yīng)力。因?yàn)樵趶?qiáng)度夯擊動應(yīng)力作用下會有水力劈裂的現(xiàn)象發(fā)生，再結(jié)合在軟土地基中鋪設(shè)的豎向排水體，這樣動，靜荷載就會有效地聯(lián)合起作用，使得在不長的時間里孔隙水壓力就可以完全消散，在此基礎(chǔ)上，合理應(yīng)力也會隨之加強(qiáng)，相應(yīng)地，土層固體的強(qiáng)度逐漸增強(qiáng)，就可以實(shí)現(xiàn)對工程軟土地基的加固[1]。

2動力排水固結(jié)法在基礎(chǔ)工程軟土地基施工中的運(yùn)用分析

下文主要結(jié)合某地基礎(chǔ)工程施工中運(yùn)用動力排水固結(jié)法對工程軟土地基進(jìn)行加固的過程，分析和探究動力排水固結(jié)法的實(shí)際施工技術(shù)和施工時應(yīng)該注意的事項(xiàng)。

（一）某地基礎(chǔ)工程施工概況

為了使當(dāng)?shù)氐幕A(chǔ)工程施工更加完善和合理，就要在以往工程施工的基礎(chǔ)上，對其進(jìn)行一定程度的擴(kuò)展和修復(fù)，目前的基礎(chǔ)工程施工就是對以往工程施工的擴(kuò)展和完善，施工地點(diǎn)在某會議展覽中心南側(cè)的空地處，與河靠近，且此地實(shí)際施工的地質(zhì)狀況比較復(fù)雜，基礎(chǔ)工程施工的工期很緊急。

由相關(guān)的地質(zhì)資料得知，基礎(chǔ)工程施工南面的河流寬為20米，河流地勢相對平坦，基礎(chǔ)工程施工的路基下土層自下而上依次是：中度粗的砂層、沖積或洪積形成的粉細(xì)砂層及淤泥土質(zhì)的粘土、淤泥或者是雜填土以及素填土。其中粉細(xì)砂層是松散狀的、可以進(jìn)行液體化的土層，它的平均厚度約為4.68米。淤泥土質(zhì)的粘土層和淤泥都屬于高壓縮性的土質(zhì)層，其承載力的基本值不大于55kpa，土質(zhì)層平均厚度是2.89米。雜填土和素填土的平均厚度是最小的，為2.6米，主要是松散狀分布，壓實(shí)的不夠嚴(yán)緊。季節(jié)和當(dāng)?shù)睾恿鞒彼臐q落對地下水的影響非常嚴(yán)重，導(dǎo)致其水位的漲幅是2.4-2.8米，地下水的下埋深度是1米，流動性比較大[2]。

（二）動力排水固結(jié)法在基礎(chǔ)工程軟土地基施工中的技術(shù)要點(diǎn)

因?yàn)橐陨贤翆拥某休d力完全不符合基礎(chǔ)工程施工沉降和地基堅(jiān)固穩(wěn)定的標(biāo)準(zhǔn)，就需要對此基礎(chǔ)工程施工路基根底不穩(wěn)的施工路段進(jìn)行軟土地基的處理，以更好地使基礎(chǔ)工程施工路基的承載力符合要求，路基施工后的沉降和滑動更加穩(wěn)定。

根據(jù)以上分析，針對此地基礎(chǔ)工程施工位置靠近河流，淤泥層很薄和填土層很厚，地下水位流動性大，各土層的壓縮性高和含水量很大的施工特點(diǎn)，再加上對基礎(chǔ)工程施工具體位置和工期的要求，施工單位在對基礎(chǔ)工程軟土地基進(jìn)行施工時，就運(yùn)用動力排水固結(jié)法。

采用動力排水固結(jié)法對基礎(chǔ)工程軟土地基進(jìn)行施工，就是把豎向塑料排水板鋪設(shè)在軟土地基基礎(chǔ)工程段，在相對的時間范圍內(nèi)，持續(xù)有重量地強(qiáng)度夯擊該道路軟土地基，經(jīng)過這樣的持續(xù)振動，能夠使土層中的水體快速地沿豎向塑料排水管流出，土層可以迅速堅(jiān)固凝結(jié)，進(jìn)而提高基礎(chǔ)工程施工軟土地基的承載力[3]。具體如下：

1、在實(shí)際施工前，要測取動力排水固結(jié)法的重要施工參數(shù)，選用21m×21m的試驗(yàn)段來測取，參數(shù)主要有：地基最后沉降量、地基底面的直徑、總體的土層下沉量、夯擊質(zhì)量、土體的最合適含水量。

2、首先把土體表面的填土挖到施工設(shè)計(jì)要求的高度，再把0.9米的粉細(xì)砂排水墊層鋪設(shè)在上面，接著就運(yùn)用豎向塑料排水板進(jìn)行排水，依據(jù)設(shè)計(jì)參數(shù)，選用800-1200kN.m的能量對軟土地基實(shí)行連續(xù)的夯擊。

3、在少擊多遍、從輕到重、逐漸變重的原則下，總共對軟土地基夯擊五遍，第五遍的夯擊能量是500kN.m，第四遍的夯擊能量是1200kN.m，第二和三遍的夯擊能量是1000kN.m，第一遍的夯擊能量是800kN.m，前面的四遍都要求連續(xù)夯擊兩遍，且間距保持在3.6米，最后一遍運(yùn)用搭接夯擊，其范圍是夯錘范圍的四分之一。

4、要把單點(diǎn)總體的夯擊沉量把握在0.7米范圍內(nèi)，一般把最后的土層下沉量控制在1-2cm，并且把兩遍之間的時間間隔設(shè)定為2d.

（三）軟土地基強(qiáng)度夯擊施工要點(diǎn)

1、在基礎(chǔ)工程施工周邊挖一條簡單的臨時隔絕振動的溝渠，寬是3米，深是2.5米，避免施工夯擊時對附近建筑物和防護(hù)堤的振動。

2、要在最合理含水量的條件下操作夯擊，要保證錘重力在底面積上的單位靜壓力是16-22KPa，同時也要保證符合800-1200KN.m的強(qiáng)夯能量[4]。

3、強(qiáng)夯操作的具體順序是，先周圍再中心，分層次夯擊，前后兩次的循環(huán)夯擊的錘底直徑應(yīng)該錯開一半。

4、強(qiáng)夯施工后，應(yīng)進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)，要求最后達(dá)到的地基底面的總下沉量大于試驗(yàn)總量的80%，如果發(fā)現(xiàn)不合格的現(xiàn)象，應(yīng)及時補(bǔ)夯。

（四）檢驗(yàn)動力排水固結(jié)法的施工效果

1、進(jìn)行室內(nèi)和現(xiàn)場各項(xiàng)施工的試驗(yàn)，以保證動力排水固結(jié)法對軟土地基的施工質(zhì)量，結(jié)果如下：

由上表可知，用固結(jié)法強(qiáng)夯后土體承載力增加到了135kpa，符合不小于120kpa的要求。此地基礎(chǔ)工程施工完成后，還對基礎(chǔ)工程施工地基觀測了3個月的時間，發(fā)現(xiàn)路基施工后的沉降符合設(shè)計(jì)參數(shù)的要求[5]。

2、此地基礎(chǔ)工程施工軟土地基運(yùn)用動力排水固結(jié)法進(jìn)行處理，從開始的鋪設(shè)豎向塑料排水管直到強(qiáng)度夯擊，時間控制在施工要求的范圍內(nèi)。

由上例分析證明，針對軟土地基含水量和壓縮性高，地下水位流動性強(qiáng)的特點(diǎn)，動力排水固結(jié)法可以很很好地運(yùn)用在其中，并發(fā)揮非常重要的作用。

結(jié)束語

動力排水固結(jié)法已在大量工程實(shí)踐中得到證明，但是作為在軟土地基處理方面的新技術(shù)，在夯擊強(qiáng)度、施工工藝、效果檢驗(yàn)等方面都需要對其進(jìn)一步的革新，使其發(fā)揮更大的作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳曉斌.動力排水固結(jié)加固軟土地基技術(shù)研究[D].中南大學(xué)，2014，39（6）：48-50.

[2]張大軍，李彰明，劉俊雄等.超軟土地基靜動力排水固結(jié)法處理的豎向排水體系影響因素分析[J].施工技術(shù)，2014，43（4）：97-100.

[3]薛茹，楊桂華.動力排水固結(jié)法軟基加固效果數(shù)值分析[J].施工技術(shù)，2010，39（5）：58-60.

[4]張麗娟，韓江，李彰明等.動力排水固結(jié)加固淤泥地基的關(guān)鍵技術(shù)研究[J].遼寧工程技術(shù)大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2010，29（1）：59-62.

[5]楊玉林.高真空強(qiáng)排水復(fù)合型動力固結(jié)法在鐵路路基軟基加固中的應(yīng)用[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2012，5（35）：97-100.