真空强排水联合强夯强夯固结法处理软土地基实例

王亮

上海陆家嘴市政绿化管理服务有限公司 上海 200127

摘要：真空强排水联合强夯强夯固结法具有施工简便、速度快、造价低、效益好等优点。文章主要介绍真空强排水联合强夯强夯固结法在上海临港S2公路广祥路匝道及附属设施新建工程地基处理中的应用，以该工程为例,全面介绍该工艺的设计、施工以及检测方法等。

关键词：地基处理 真空降水 强夯 地基处理检测

1. 前言

真空强排水联合强夯强夯固结法主要适用于含水量较大的软土、砂土及围海造田的吹填土工程。真空强排水联合强夯强夯固结法是由真空强排水系统和强夯压系统两部分共同组合而成的地基加固方法，真空强排水为强夯施工创造条件并提高强夯加固效果。该工艺主要是通过真空降水设备将土体的含水量和含水高度降至地基处理的最佳含水量和最佳高度，再通过强夯工艺对地基土体进行压缩挤密、消除土体在动力作用下产生液化，使处理后的地基土达到设计要求。

2. 地基地质条件

本工程拟建场地位于上海市浦东新区临港新区，东北侧紧邻S2沪芦高速与两港大道立交及其配套绿化，现状场地内主要为耕田，局部分布有河道、沟浜，地势较为平坦，地坪标高约在4.0m～4.9m之间。地下水主要有浅部土层中的潜水、浅部砂性土层和深部砂性土层中的承压水。对本工程有影响的地下水类型是浅部土层中的潜水。潜水分布于拟建场地浅部土层，潜水的补给来源主要为大气降水，地表迳流。现场地质情况：表部①1-1杂填土局部分布，厚度为 0.3～3.0m；①1-2素填土局部分布，厚度为 0.2～4.9m；②1层灰黄色粉质黏土层分布较广泛，厚度为 0.2～3.6m；②3灰色砂质粉土厚度平均为 11.3m，一般为 9.6～12.7m。

3. 施工工艺及技术参数

以上海临港S2公路广祥路匝道及附属设施新建工程地基处理为例，对强夯固结法主要施工技术参数设计予以论述。

1. 1. 强夯处理后，地基应满足如下设计要求：

1. 路基回弹模量不小于40MPa。

2. 工后残余沉降量≤20cm。

1. 1. 降水强夯工艺及施工技术要求：

1. 陆域平整后，铺设50cm山皮石，含石量不应小于70%。

2. 为确保地基加固效果，地基处理期间应对场地进行场地降水。降水系统由外围封闭降水管 与施工区内降水管组成，外围降水管间距2m，管深6m，沿陆域场地边界布置，形成封闭区域；施工区内降水管采用深、浅管间隔布置，井点管间距3.5m×3.5m，深管6m，浅管4m。（图1）

3. 井管下端滤管长度宜为1~2m，滤孔面积应占滤管表面积的20%~25%，滤管应外包两层滤网及棕皮。

4. 井点的管路系统应密封。

5. 降水标准：降水至强夯面以下不小于3m。

1. 1. 降水强夯工艺及施工技术要求：

1. 强夯法加固地基的工艺参数须通过典型施工确定；

2. 强夯采用两遍点夯一遍普夯：点夯的夯点正方形布置，跳档夯，夯点间距3.5m×3.5m，夯能1200KJ，每点夯击数暂定5击；普夯采用搭接夯，夯印搭接为1/4锤底直径，夯能800KJ，每点夯击数2击。（图1）

3. 主要施工流程：场地整平→布置真空管→第一遍降水→第一遍点夯→第二遍排水→第二遍点夯→普夯→振动碾压平整场地。

4. 外围封闭降水管应在施工过程中连续不间断抽水。

5. 每遍强夯后，夯坑采用山皮石填平。

6. 强夯结束后振动碾压并整平至场地交工标高，振动碾压遍数不小于4遍。

7. 停锤标准：最后两击平均夯沉量小于5cm。

图一

4. 工程概况

由于本工程的地基处理范围包括：服务区、道路、集卡停车场、配套区等。施工面积较大，因此在实际施工中，将13.86 万m2需地基加固的场地划分为 15 个工作区，每个工作区内再分成若干个小分区，组织流水作业和立体交叉作业。实行地基处理一段、 立即检测一段、交验一段的方法，尽可能增加工作面。从而在不到 3 个月内完成了全场地的地基处理。

5. 施工准备

1. 施工前将场区平整至+3.6m，整平后铺设50cm回填材料，回填材料应符合设计要求，陆域场地整体平整后进行分区地基处理。

2. 沿施工区域开挖明沟、集水井，明沟底宽1m，深1.5m，边坡1：1，明沟之间相互贯通，明沟末端设置集水井。

6. 真空轻型井点降水

1. 本工程采用两遍降水两遍点夯一遍普夯，降水的效果直接影响工程的进展和工程质量。每遍强夯前地下水位应保持在地表 3.0 m以下,且夯前连续降水时间不少于 5 d。

2. 施工工艺流程：准备工作→铺放总管→埋设支管→支管总管连接→真空泵安装→调试→抽水→水位观测→拆除→强夯。

3. 降水设备：支管 φ36 mm，滤管长度 1.5m， 主管φ50 mm，真空泵：电动机功率 7.5 KW，FK－15型，绝对负压：≥65 kPa。真空泵出水量由大到小，由混浊到干净。每个小区配备 2~ 4 台真空泵，外围封管根据场区面积使用真空泵（按每 2 500~ 3 000 m 2 布置一台泵）。

4. 井点管布置情况如下：

1. 外围封管：采用浅、深层管相结合，分成两排，外侧采用深管，管长 6 m，井点管间距 2 m；内侧采用深、浅管间隔布置深浅交替进行，浅层为4m井点管，深层为6m井点管，井点管间距为3.5米，卧管间距3.5米，要求井点管周围灌粗砂从孔底至地面以下50cm，孔口地面以下50cm内用粘土或淤泥质土封死。

2. 内部井点降水管：第一遍夯前，浅、深层管降水相结合，浅层管和深层管相间布置。浅管埋深 4.0 m，井点管间距为 3.5 m，卧管排距 3.5 m，深管埋深 6.0 m，井点管间距为3.5m，排距 3.5 m。

3. 第二遍强夯前降水应持续不间断，在第三遍普夯前将施工区域内侧降水管撤出，外围降水管在强夯全部结束后方能停机及拆除。

7. 强夯

根据试验区的施工实践，采用两降三夯相结合的地基加固方法，如下表 1。

1. 1. 低能量强夯主要施工步骤如下：

1. 准确测放第一遍夯点位置 （见夯点布置图 1）。进行强夯施工时，将各工作区按小区分开。夯点定位时，用50 m 钢尺纵横向测量尺寸放出夯点中心，用红色装土的塑料袋进行标记。

2. 根据设计夯能及锤重确定落锤的有效高度。（h=kn.m/kg）然后强夯机就位，使夯锤对准夯点位置。并测量夯前锤顶标高及场地标高，做好记录。

3. 将夯锤起吊到预定高度，待夯锤脱钩自由下落，夯入地面后，再测量夯锤顶标高，计算出第一击夯沉量，并做好原始记录。重复这一步骤，按设计要求的夯击击数及控制标准完成一个夯坑的强夯施工。

4. 重复步骤(b)~ (c)，按设计要求的夯击击数及控制标准完成强夯区的点夯施工。

5. 每遍强夯之间间隔必须在地下水位降至强夯面以下3米。如果时间允许可适当延长时间。强夯结束后整平，并测量标高。

1. 1. 真空降水联合强夯法的注意事项

1. 强夯前应详细查明施工区域周围及场地范围内的地下构筑物和管线埋设情况，以免因强夯施工而造成损坏。

2. 开挖明沟、集水井，做好地表排水系统。实施井点降水，降至地表以下 3.0 m，且夯前连续降水时间不少于5 d。

3. 场地推平，用 12～15 t 压路机碾压至设计压实度，当碾压过程中局部出现“弹簧”时应采取必要的步骤，或翻松干燥或换填，并重新压实至设计密实度。

4. 强夯及降水过程中的监测、检测项目应按规定穿插在以上步骤中进行。停夯整平期间应做好施工小区地面排水系统，确保地表水能及时排走；夯坑及地表有积水时应及时抽干，严禁浸泡夯坑。

8. 检测

   1. 地基承载力试验

根据设计给定的技术参数，结合现场情况，根据承载板测定土基回弹模量的检测结果分析，真空降水联合强夯从堆载试验来看，地基处理后的数据都符合设计要求。 （40Mpa)。1#：43.8Mpa；2#：40.8Mpa。

1. 2. 载荷板试验

根据设计给定的技术参数，结合现场情况，根据载荷板测定沉降量的检测结果分析，真空降水联合强夯从沉降量试验来看，地基处理后的数据都符合设计要求。：1#：14.41mm；2#：10.05mm；3#：16.31mm；4#：19.97mm；5#：16.68mm；。

9. 地基加固施工注意事项

（1）强夯施工时遇雨应及时采取排水措施。

（2）地基处理范围可根据现场实际情况经各方商榷适当调整，若遇已建建筑物则应适当避让，以保证已建建筑物安全。

（3）地基加固时应加强对周边构（建）筑物的监测，出现非正常监测结果时应及时联系设计，对地基处理方式做及时调整。

（4）必要时可在加固区域周边采取挖防震沟等方式减小地基加固对周边建 筑物的影响。

（5）施工前应详细调查、并评估对邻近建筑物及重要市政设施、地下管线 的影响。

（6）施工场地附近有对振动和噪声环境控制要求时，应合理安排施工工序 和时间，减少噪声与振动对环境的影响。

10. 结束语

真空降水强夯法是将真空降水和动力固结两种工艺有机结合而成的一种复合型工法。该工法能快速有效的改善排水条件，工期短，处理效果显著，主要适合于软粘土及高饱和土，扩大了强夯的应用范围，应用时需要根据场地条件的不同选择合理的施工参数。与一般的动力排水固结法相比，该法显著节省工期，具有十分广阔的应用前景。

参考文献：

[1]王学刚、刘莉. 高真空强排水联合低能量强夯动力固结法在吹填土地基加固中的应用[J].中国水运（理论版）,2007,(10).111-112.

[2]崔梓萍. 真空降水结合低能量强夯在吹填土路基加固中的应用[J].建筑施工,2005,(4).31-32.