真空降水强夯法及应用技术

王想勤　张庆华

【摘 要】真空降水强夯法作为一种复合式软基处理方法，结合了真空预压与强夯两种处理方法的优点，为沿海地区工程建设中遇到的软土地基加固提供了新的途径。本文在分析真空降水强夯法加固软土地基原理的基础上，结合东莞南玻绿色能源产业园区软基处理工程，详尽阐述了真空降水强夯法的施工工法、工艺流程及技术特点。分析表明，采用真空降水强夯法处理软土地基具有工期短、成本低、加固效果好等优势。

【关键词】真空降水强夯法；原理；工艺流程

0.前言

目前软土地基处理的方法主要有堆载预压法、真空预压法及强夯法。真空降水强夯法就是将强夯技术与真空井点降水结合起未的一种新的复合式地基处理方法，该法能够充分发挥强夯和真空井点降水的技术优势，利用真空降水来加速强夯产生的超孔隙水压力的消散和孔隙水的排出，从而使软土地基能够在较短的时间内取得较好的加固效果。

1.加固原理

真空降水强夯法是一种快速加固软土地基的新技术，由真空降水与强夯两道工序组成，通过真空降水—击密两道工序的多遍循环，降低土体含水量，提高土体密实度和承载力，减少地基的工后沉降与差异沉降量，从而达到加固软土地基的目的。

2.施工工法

真空强夯法的一个主要特点就是根据详细的地质勘察资料和分次的击密效果检测资料不断调整施工参数，通过真空降水-强夯两道工序的叠加与循环，使土体强度逐渐接近设计目标。其施工工法如下：

2.1确定施工参数

确定真空排水管、塑料排水板、真空泵的布置方式，然后通过初步的夯击试验确定强夯的单击能量大小、击数等参数。

2.2第一遍真空降水

在进行强夯施工前，首先对地基进行真空降水施工。根据不同的土质，采用不同的井点密度、深度、真空时间、真空度等施工参数来降低土层的含水量。

2.3第一遍强夯

在第一遍真空降水结束后，对地基进行第一遍强夯。

2.4进行土体第一遍处理后的效果检测

包括静力触探试验、标准贯入试验及荷载试验，调整施工参数进行第二遍真空降水强夯施工。

2.5进行土体第二遍处理后的效果检测

如果土体强度仍达不到设计要求，则需要进行第三遍真空降水和强夯施工，然后进行效果检测，如此反复，直到土体强度满足施工设计要求为止。

3.施工参数设计与工艺流程

这里将结合东莞南玻绿色能源产业园区软基处理工程实例，详细阐述真空降水强夯法的施工工艺流程。

3.1工程概况

本项目位于东莞市麻涌镇，第四系覆盖层主要为冲填土（填砂）、冲积而成的淤泥质粉质粘土、砂层、粉质粘土以及人工填土组成，地质剖面示意图如图3。设计要求工后沉降不大于25cm，地基承载力不小于120kPa，差异沉降不大于0.3%。

3.2施工参数设计

3.2.1塑料排水板

本次塑料排水板采用梅花形布置，深度18m，1.2m间距，塑料排水板选用滤膜连接为胶粘式槽型板，平面图如图1，剖面图如图3。

图1 梅花形塑料排水板布置示意图

3.2.2真空排水管布置

真空管排距按3m、点距按3m 控制，每块区域的四周滤管按间隔2m布置，每9m2一个真空降水点。剖面图如图3。

3.2.3真空泵的布置

为了确保真空度不小于80KPa，利于强夯施工过程中软基排水，按2000m2布置一台真空泵的原则布置，剖面图如图3。

3.2.4夯击点及夯能

夯点按3×3m 间距控制，布置成梅花形，第一、二遍间隔夯击，如图2。第一遍夯击能量控制在2000kN·m，第二遍夯击能量控制在2000kN·m，每遍每点夯击4击， 以点夯累计夯沉量不宜大于1.2m 控制，两遍夯击间隔时间不小于10d。第三遍普夯夯击能量控制在1200kN·m。

图2 夯点布置示意图

3.2.5排水系统

在距离真空泵2m处开挖排水沟，剖面图如图3。

图3 真空降水剖面示意图

3.3工艺流程

（1）真空降水：真空度维持在80kPa以上并正常抽真空预压55d以上。

（2）强夯：取得土体的岩性、粒度、含水量、渗透系数等基础资料，根据夯前、夯后资料对比分析，确定强夯施工参数。

（3）地基处理检测：主要有静力触探、标准贯入试验和室内土工试验等。

4.技术要点

真空降水强夯法属于快速动力排水固结的工法，在进行施工时，应注意以下几个方面的技术要点：

（l）根据不同土体的渗透系数，含水量，分层多遍强制调整各层土的真空度，真空气量、平衡参数，使需要处理的土体逐步接近加固密实的最优含水量。

（2）在需处理土体分遍逐步接近最优含水量的同时，同步采用大型击密设备对所需处理土体实施分遍击密，使之逐步接近最大密实度。

（3）根据地基处理的深度要求，正确计算各种下土体击密所需的击振能量。如第1击时就出现明显隆起，则要适当降低夯击能，相邻夯坑内的隆起量应小于5cm；第2击夯沉量应小于第1击夯沉量；两击夯沉量应小于50cm。强夯最后两击夯沉量应小于5cm。

（4）各类土层的孔隙率是不一样的，孔隙水压力消散时间也有差异，因此须正确确定超孔隙水压力消散时间与每遍击密的固结恢复时间，要求超孔隙水压力消散达85%～90%且不小于7天后方可进行第2遍强夯。如地层中粘土含水量过高，土中的孔隙水不易排出，超孔隙水压力不易消散，间歇期相应要长。

（5）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。停夯及回填土方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。

5.结语

真空降水强夯法作为一种复合式软基处理方法，结合了真空预压与强夯两种处理方法的优点，为沿海地区工程建设中遇到的软土地基加固提供了新的途径。本文在探讨和分析真空降水强夯法加固软土地基原理的基础上，详尽阐述了该方法的施工工法、工艺流程及技术要点。分析表明，采用真空降水强夯法加固软土地基具有工期短、成本低、加固效果好等优势。