“高真空擊密法”地基處理工法在內河碼頭工程中的應用與節能減排

郭永平

（江蘇淮陰水利建設有限公司）

“高真空擊密法”地基處理工法在內河碼頭工程中的應用與節能減排

郭永平

（江蘇淮陰水利建設有限公司）

“高真空擊密法”地基處理工法在江蘇淮安地區內河港口工程地基處理中成功應用。“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，為環保事業做出巨大貢獻。

軟基處理；高真空擊密法；施工技術

1　“高真空擊密法”軟基處理工法的應用

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法，它是通過數遍高真空排水并結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范3～4周，縮短至5～ 7d。設備、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，是傳統工法的1/3～1/2。

造價低：HVDM工法快速且工程造價是傳統工法的40～ 80%。

質量可控：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、低塑性淤泥質土，可形成6～10m超固結硬殼層，形成的超固結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性和質量穩定性。

1.2應用工程概況

淮安港市區港區新港作業區二期工程HAXG-SG1標工程設在淮陰船閘下游約800m與里運河交匯處，新港作業區一期工程的東側，里運河的北面。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%。“高真空擊密法”工法要求處理面以下6m范圍沒有透水性差的淤泥質土層，全部清除淤泥再回填優質土成本較高，經設計人員結合“高真空擊密法”工藝要求驗算，采取清淤到高程7.0m，上部回填港池開挖土方（土質為粉土、粉質粘土及粘土）填至高程10.5m，再進行高真空擊密處理，其地基承載力能達到115kPa以上，滿足道路及堆場使用要求，其他區域土質滿足該地基處理工藝要求。

1.3試驗目的

高真空擊密法在本項目大面積應用之前進行具有代表性區域小區試驗，并在高真空擊密結束后進行相關試驗檢測，主要達到以下的目的：

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

（2）確定有關排水參數，包括真空管間距、排水時間等參數，確定最佳排水措施。

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

（4）通過加固前后進行的監測和檢測，動態了解地基處理對各土層的地基加固效果和變形特征，為大面積設計、施工提供依據，確保工程質量。

（5）本次試驗區施工過程中各項施工參數，在施工過程中及施工完成后全部提交至設計單位，由設計單位根據試驗區的情況最終確定大面積施工的具體參數。

1.4施工技術要點

1.4.1施工工藝流程

①場地整理（包括不良地質情況下的換填及整平以及起夯前地面標高不足時的補土回填）→②地基處理前的場地測試、施工準備→③安裝真空排水系統→④進行第一遍高真空排水擊密→⑤對第一遍處理后的地基進行現場自檢→⑥調整施工參數、進行第二遍高真空排水擊密施工→⑦第二遍處理的地基進行現場自檢→⑧根據自檢結果分析地基處理效果，進行第三遍高真空排水擊密施工→⑨進行第四遍高真空排水及滿夯→⑩場地整平壓實、按設計要求檢測合格后進入下一道工序。

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排水，擊密這兩道工序的有機結合，相互作用，具體施工參數應根據具體地質情況確定，根據試驗區地質情況設置排水布置參數和擊密參數。

施工期間排水系統的真空管間排距：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排水情況調整真空管布置參數以及排水遍數和時間，具體不同區域不同地質需要進行參數調整，嚴格按照試驗方案的要求控制空隙水壓力及夯能，實際夯坑深度控制以不出現提錘困難且無明顯隆起為原則，在具體施工之前應進行單點夯擊能試夯，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、夯擊能量嚴格按實驗方案要求控制，遇到地質復雜區域，出現隆起量，位移量超過指標時需立即停錘，重新進行詳勘，進行分析計算后方可繼續，以防形成“彈簧土”反而降低土體強度。每一遍高真空擊密后，必須及時進行每層土多種力學指標分析，對最終處理效果進行過程控制。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，總沉降量達到55cm以上。

1.5檢測結果分析

試驗區施工結束后，按照規范要求進行了2m2載荷板檢測及過程靜力觸探檢測，并依據《建筑地基處理技術規范》（JGJ79-2012）附錄A有關條款分析判定，下部淤泥的承載能力顯著提高，整個高真空試驗區區域地基承載力特征值滿足設計要求。

1.6試驗結論

本次試驗區的場地地質條件與淤泥置換區基本相同，也是該工程地質最差部位，根據第三方檢測結果，本次試驗區采取高真空擊密法進行處理后，地基承載力顯著提高，滿足設計要求，同時試驗區的施工參數對于大面積施工具有很大的指導作用，可以參照試驗區施工參數進行大面積施工。

2　高真空擊密軟基處理工藝節能減排及環保

淮安港市區港區新港作業區二期工程HAXG-SG1標工程地基處理兩種設計方案，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。

根據歐洲水泥協會報道，水泥生產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。在國家大力提倡節能減排的政策下，此工藝得到了完美應用，為節能減排及環保做出巨大貢獻。

3　“高真空擊密法”軟基處理工法推廣應用設想

該工法在江蘇淮安地區內河碼頭陸域場地地基處理中得到成功應用，處理后地基承載力達到115kPa及以上，其地基處理屬純物理加固，無需添加劑，節約能源，施工環保零排放，減少地下水二次污染。根據該工法的優勢筆者認為大力推廣應用，例如道路、物流園、低層建筑廠區等工程。

[1]《建筑地基處理技術規范》（JGJ79-2012）[S].中國建筑科學研究院.北京：中國建筑工業出版社，2013.

[2]《淮安港市區港區新港作業區二期工程》（HAXG-SG1）.標施工圖設計文件.

TU472.3

A

1673-0038（2015）50-0261-02

2015-11-12