軟弱地基高真空擊密法處理技術研究

岳敏+徐俊義+孔德旭+侯國忠

摘要： 本文主要對軟基處理技術以及高真空擊密法的施工原理及施工工藝進行了介紹，為以后同類工程施工提供參考。

Abstract： This paper mainly introduces the soft foundation treatment technology and the construction principle and construction technology of the high vacuum compacting method， so as to provide reference for similar projects.

關鍵詞： 軟基處理；高真空擊密；施工工藝

Key words： soft foundation treatment；high vacuum compaction；construction technology

中圖分類號：TU447 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2017）07-0092-02

0 引言

今天，人類賴以生存的土地資源越來越少，世界城鎮化、工業化均在利用江河湖海灘涂進行開發。利用灘涂首先需要解決的是灘涂地中無法讓人行走的沼澤地這一難題，這就需要采用地基處理技術。建國以來我國地基處理技術的經歷了兩階段的發展歷程。1950年-1970年為起步應用階段，這一時期的地基處理技術主要有砂石墊層換填、砂樁擠密、重錘夯實、化學灌漿及灰土樁等；1970年至目前為發展創新階段，是我國軟基處理技術發展的最重要階段，在這一時期，國內引進了大量先進的外國地基處理技術，極大地推動了地基處理技術和研究的應用。

在工程實踐中，我們國家發現了一些新的地基處理技術以適應我國的國情，高真空擊密法就是其中之一。

1 高真空擊密法簡介

“高真空擊密法”是軟土地基快速固結的新技術，通過數次高真空壓差排水，結合多倍的可變能量密度，達到降低土層含水量，提高土層密實度和承載力的目標，從而減少基礎施工后的差異沉降。特別是通過“快速高真空排水”和“致密多遍循環”兩個過程的有機結合，相互作用，形成了高真空致密化的獨特機制，具有造價低、工期快、質量可控、施工環保的優點。經過“高真空擊密法”處理后，能夠在地表形成一定厚度的硬殼層，能夠有效地改善軟弱地基承載力，降低土體液化，達到良好的處理效果。

1.1 高真空擊密法工藝原理

高真空擊密法是通過高真空強排水和擊密施工兩種工藝有機結合，相互作用（擊密產生的超孔隙水壓力為“正壓”，高真空產生“負壓”，通過兩種壓力的“差壓”來消除孔隙水壓力，快速排水），在強化淺土時形成了很好的超固結“硬殼層”的地基處理方法。

1.2 高真空擊密法的優點

①飽和土首先通過高真空排水以減少土壤的飽和度，并提高夯擊的效率，同時減少超孔隙水壓力。區域粘土含量高，含水量高，高真空擊密在地基土中設排水通道，便于超孔隙水壓力快速消散，不會出現“橡皮土”現象。②在具有低滲透系數的軟土中，土壤中的微裂縫可以在適當的壓實能量的作用下增加土壤的滲透性，并且超孔隙水壓力可以在真空“壓差”的作用下進一步增加排水效果。多遍高真空壓實排水最終能夠達到減少飽和土壤含水量，最大化地提高天然基礎承載力的目的。③由于第二次高真空作用，使第一次快速壓實的孔隙水壓力快速消散，使兩次動態壓實間隙時間大大縮短，在細顆粒土含量較高的地基上工期縮短50%以上。④對工后沉降有重要影響，在真空排水的作用下，形成新的沉降附加壓力對深層土壤在預壓中起到一定的作用。

2 高真空擊密法施工工藝

2.1 地基處理要求

①經處理后的地基承載力不小于120kPa；②基本消除表層吹填砂液化；③盡快消除已填填土荷載下沉降量。

2.2 施工步驟

2.2.1 場地準備

①放樣定位，確定預處理范圍、密封墻施工軸線、排水板施工邊界等；②平整場地；③埋設水位觀測孔，測設靜力觸探點位，進行地基處理前的場地地面標高測量、靜力觸探、水位等測試，高真空擊密過程中每遍擊密后的靜力觸探測試點選取在處理前的靜力觸探點位置。

2.2.2 施工準備

將施工現場進行施工區域的劃分，如圖1所示。針對不同的區域，實施不同的控制參數，有效地消除不均勻沉降，安裝調試機械設備等。

2.2.3 排水板施工

①根據設計要求，測設排水板基線；②根據排水板間距要求用石灰粉在排水板點位做標注；③排水板機就位，進行排水板施工；④排水板施工要求：1）塑料排水板插點必須編號，插點布局偏差不超過1cm；2）插板施工時，插板的豎向垂直偏差不得大于1.5%；插入的排水板應完整，濾膜不得破裂，且不得出現扭結、斷裂現象；3）當回帶超過40cm時，需要進行補插，補差插點距原始插點應在15cm以內，回帶數量不應超過打設回帶總數的5%；4）插管底部的管靴需設置淤泥擋泥裝置，以隔離污泥并防止其進入套管，當發現有淤泥進入套管內時，需改進套管端口施工工藝，控制套管內進淤泥的數量在總插板數量的5%以內；5）插板施工時應對每根塑料排水板的長度、孔深做好相應記錄。

2.2.4 密封墻施工

為保證地基處理效果，在處理邊界處雙排泥漿攪拌墻，打設深度以超過素填土層底以下，進入淤泥土1.0～2.0m為原則，密封墻深度平均在7.0m；對于砂層較薄區域開通過開挖至淤泥土頂面以下0.5m灌入泥漿進行密封。

①密封墻施工：1）測設密封墻軸線位置；2）沿密封墻軸線位置進行模探，探明吹填砂厚度，根據摸探數據確定各區段密封墻深度及密封墻施工方式，對于吹填砂厚度較薄，能夠挖穿區域采用明溝開挖換入淤泥質土的方式進行密封，對于吹填砂厚度較厚區域采用泥漿攪拌墻進行密封；3）根據密封墻要求，用石灰粉在樁位做好標記；4）按照設計要求嚴格控制泥漿制備過程；5）泥漿攪拌機就位，進行密封墻施工。

②密封墻施工：1）泥漿攪拌墻采用雙排，樁徑700mm，搭接不小于200mm；2）泥漿攪拌墻深度至少進入淤泥質土0.5m；3）噴攪方式采用4噴4攪，施工時位置誤差小于7cm；4）所制泥漿比重不小于1.4，制漿攪拌時間不得少于15min；施工過程中邊噴邊攪，嚴禁停噴或停攪現象；5）吹填砂層泥漿摻入量不小于30%。

2.2.5 高真空排水施工

①根據設計參數布置真空管，施工中根據實時數據調整施工參數。②真空設備配有可調節平衡系統的真空系統，該系統包括高真空泵，離心泵，平衡器等。③真空管為直徑為32mm的鋼管，下部的水孔纏繞尼龍膜形成兩層真空管。臥管為直徑50mmPVC管。在臥管與真空管之間用軟管連接，接頭必須連接緊密。④真空系統運行時，必須保證連續抽水，正常出水規律為“先大后小，先渾后清”。在操作過程中應該實時觀察，當異常情況發生時，立即檢查管道是否泄漏，真空管是否堵塞，及時糾偏，情況嚴重時需拔除真空管重新埋設。⑤真空管放入前，應保證濾網完好無破損。

2.2.6 高真空擊密施工

①施工步驟：1）對原有場地地面標高進行測量，并標出第一遍強夯點的位置。2）起重機就位，使夯錘中心對準夯點位置，測量夯前錘頂標高。3）將夯錘起吊到預定高度，夯錘脫落自由下落后放下吊鉤，測量錘頂標高。4）重復上述步驟，按設計要求的夯擊次數及控制標準，完成一個夯點的夯擊。5）換夯點，重復上述步驟，完成全部夯點的第一遍夯擊。6）用裝載機將夯坑填平，并測量場地標高。7）夯實表層松土，測量夯后場地標高。

②施工控制要點：1）擊密時，需要檢查夯錘是否在中心，并確保擊密點的精度。偏心時，應采取錘邊焊鋼板或其他方法增加或增減混凝土等辦法使其平衡，防止柱塞坑傾斜。2）擊密時，落錘應保持平穩，點位正確。3）擊密停止標準：控制擊密坑深度，每遍單點累計擊夯沉量不超過夯坑控制深度，單點累計擊沉量超過控制深度時停止擊密；后一擊夯沉量明顯大于前一擊時，停止擊密；夯擊時周圍地面發生過大隆起時，停止擊密。4）控制每遍擊密的間歇時間。擊密坑周圍地面不應發生過大的隆起；不因擊密坑過深而發生起錘困難。施工中如發生偏錘應重新對點。5）每遍點擊密結束后，由裝載機將場地推平回填（對當天擊完的擊密坑，應及時推平回填，以防止雨水流入坑內）。

2.3 施工工藝流程

總體工藝流程如圖2。

3 地基處理監測

3.1 沉降觀測

地面標高測量點場地按照40×40m的方格網，測量每次處理前后的平均地面沉降量。動態了解土體強化和壓實情況，及時調整擊密工藝和參數。

3.2 靜力觸探測試

靜力觸探深度進入淤泥質土底部1m，共14個測量點，均勻布置與場地中。每遍擊密處理之前，滿夯后14～28天在同一位置進行測試。

3.3 水位觀測

高真空擊密前埋設地下水位觀測管，在施工期間進行地下水位觀測，每天觀測1次。地下水位觀測的目的是要掌握地下水位隨時間變化規律，掌握在真空擊密過程中地下水位的變化特征，優化真空系統的設計參數。

4 結束語

本工程利用“高真空擊密法”軟弱地基處理技術成功的完成了軟基處理的施工，較好地解決了工程施工中存在的各種問題，各項技術指標均達到設計及規范要求，經濟效益和社會效益顯著，對類似工程具有較高的推廣應用前景。

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