吹填軟土地基處理施工中真空降水與強夯法結合應用

楊家團

摘 要：本文結合某港口項目大范圍的吹填軟土地基處理施工為例，闡述了施工時針對實際情況的地下水位高和軟土滲透性較好等特點，選取了真空降水結合強夯法進行加固，采用有效的施工工藝，對施工后結果進行分析，可以知道經過加固后的地基符合預期的要求，這些施工經驗可以為該地區相類似的工程提供可參考的經驗。

關鍵詞：真空降水；強夯；大面積吹填軟土地基；地基處理

0 引言

在近海的建設工程中經常需要填海造陸工程的支持，而這些地區往往十分缺乏土石方，所以疏浚吹填成陸地的方法得到了廣泛的應用。但是吹填土有強度低、均勻性差和含水量高等缺點，如何使用多種方法結合來對地基進行加固引起了人們的思考。下面就這方面進行討論分析。

1 工程概況

某港口工程場區為第四系沖積地貌單元，受人工堆填影響，地面標高局部起伏較大，天然泥面標高-0.10～2.57m。經鉆探揭露，場區地層自上而下可分為14層，分別為粉質黏土、粉砂、粉質黏土、粉砂、粉質黏土、粉質黏土、粉砂、粉質黏土、粉砂、粉質黏土、粉砂、粉質黏土、粉砂、粉質黏土，各土層含水量均在30%以內，無明顯軟弱土層，第一層粉質黏土在本工程范圍內大部分缺失。在原狀土上吹填港池疏浚土方形成港區陸域，吹填土為粉砂與粉質黏土混合土（以粉砂為主），厚2.23～4.9m，土質松散，含水量較大，需要對吹填土和表層擾動土進行加固處理。

2 設計要求

為滿足堆場正常使用要求，堆場大面積地基處理需達到以下標準：

（1）加固后，地基表層承載力特征值不小于130kPa；

（2）加固后，地基表層回彈模量不小于40MPa；

（3）使用期內殘余沉降量小于30cm。

3 方案設計及參數

本工程工期較緊，考慮到工程所在地為潮間帶，地下水位較高，吹填土含水量高，參照類似工程經驗，為提高夯能的吸收率，保證強夯加固效果，需要降低地下水位，為既能保證強夯效果，又能縮短時間，經綜合考慮確定采用真空降水聯合強夯法進行處理。

工程設計采用2遍降水、2遍點夯、1遍普夯的加固方案。

3.1 真空降水

吹填完成并整平后插設井點管和加固區外圍封管，外圍封管位于加固區外2.5～3.0m處，深管在內，長6m，間距4m，淺管在外，長3m，間距4m，深淺管交錯布置。外圍封管外側設置排水溝。井點管淺管長3m，間距4m，排距7m，深管長6m，間距4m，排距3.5m，集水總管為雙排管，分別接淺管和深管。連接管采用塑料透明管，便于觀察水流。典型真空井點管剖面布置見圖1。

圖1 典型真空井點管剖面示意圖（單位：m）

第1遍降水：第1遍點夯前進行，井點管與總管及真空泵連接后連續抽水5～7d，要求含水量低于30%且水位位于起夯面以下1.5m后方可進行強夯施工，強夯期間外圍封管保持抽水，個別妨礙強夯的井點管應拔除。

第2遍降水：第1遍點夯結束后重新插設拔除的井點管并連接，連續抽水5～7d，第2遍降水要求孔隙水壓力消散85%以上，含水量低于28%。

3.2 強夯

根據地基規范，考慮土層的局部不均勻性，單擊夯擊能選取2000kN·m，跳檔夯，夯點間距3.5m，正方形布置，擊數6～8擊；普夯夯能1000kN·m，擊數4～6擊，搭接1/3錘印。每遍夯完后進行推土機推平，并測量夯后標高和計算沉降量。

3.3 井點管及夯點布置

典型真空井點管及夯點平面布置如圖2所示。

注：①表示第1遍點夯（2000kN·m）；②表示第2遍點夯（2000kN·m）。

圖2 典型真空井點管及夯點平面布置圖（單位：m）

由圖2可以看出，因井點管間距和夯點間距接近，施工中可有效減少井點管的重復拆除和插設作業量。

4 加固效果分析

4.1 標準貫入試驗

強夯施工前后在處理區進行了標準貫入試驗，錘重63.5kg，落距76cm。加固前后典型標貫試驗結果見表1。

表1 加固前后標貫試驗結果對比表

由表1可以看出：

（1）土層加固效果自上而下受夯能衰減影響而逐漸減弱；

（2）強夯后0～6m深度范圍內淺層土體，尤其0～4m范圍內土體工程性質顯著改善，形成淺層硬殼層。

4.2 靜力觸探試驗

強夯施工前后在處理區進行了靜力觸探試驗，錐底截面積15cm2，摩擦筒表面積300cm2，錐角60°。加固前后典型靜力觸探試驗結果見圖3。

圖3 加固前后靜力觸探曲線圖

由圖4可以看出：加固后0～7m深度范圍內錐尖阻力和側摩阻力均有較大提高，尤其0～4m范圍內提高幅度超過100%，5～7m范圍內提高幅度相對較小，這與標貫試驗結果基本一致。

4.3 回彈模量檢測

加固后采用載荷板逐級加載卸載法對處理區進行了土基回彈模量檢測，板后20mm，直徑30cm。檢測結果顯示，地基回彈模量E值變化范圍在40.85～50.45MPa之間，平均值為44.72MPa，滿足不小于40MPa的設計要求。

4.4 工后沉降

工程沉降計算采用分層總和法，結合場區勘察資料，壓縮層計算取值厚度為20m，計算原地基（不含吹填土）總沉降量約為0.45m，因場區地層基本為粉砂和粉質黏土，且粉質黏土中粉粒和砂粒含量高，施工期沉降基本可以完成。從地基加固前標高4.80m，加固檢測時測量場地標高4.10m及強夯平均夯沉量0.50m推算，地基加固施工期完成0.20m沉降，加上后續面層施工期完成的沉降，工后沉降滿足小于0.30m的設計要求。

5 結語

綜上所述，上文所提及的例子在加固吹填軟土地基中使用真空降水結合強夯法，獲得了良好的效果，不僅明顯地縮短了施工的時間，而且還創造了更多的經濟和社會效益，值得我們今后在相類似的工程中加以參考和學習應用，有利于吹填軟土地基的加固和提高施工質量。

參考文獻

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