閻安民

（陜西建工集團     西安710003）

 

    動力強排水固結土體施工技術：“動力”是指一般夯能為1800—3000kN.M的深層處理強夯工藝。“強排水”是指輕型真空井點法降水，通過由降水（自由水）而產生的預壓荷載△p（有效應力增加）對土體形成“第二次”以及“第三次加固”。依靠強夯動力法改變土體結構，造成超孔隙水壓力，配合輕型井點降水強排水的方法使土體三相重新組合，短時間提高土體強度，減少壓縮性的組合技術方法。

 

    由于強排水與動力固結在整個地基施工中互起良性輔助作用,形成良性循環，能使土體早期強度較快提高，加固吹填砂地基承載能力達到120~150kpa。

 

    2.1工程概況

    該地產項目位于啟東市長江入海口北岸，首期建設用地3158畝，首期開發項目包括有商業建筑、教育學校、住宅建筑等，總建筑面積為893356平方米。場地處理后要求：

 

    小高層及情景洋房區域、道路兩邊綠化區以及水系湖底：處理后的吹填土影響深度2米—3米地基承載力不低于120kPa；別墅區域：處理后的吹填土影響深度6米—8米, 地基承載力不低于130kPa。

 

    2.2土層分布及工程特性

    勘察揭示各土層由第四紀全新世至中更新世以來的沖積相沉積物組成，呈水平狀分布，按其成因及土的物理力學性質以及擬處理深度，自上而下描述如下：

 

    ①₁回填土：灰黃~灰色，松散，以砂性土為主，底部夾有灰黑色淤質土，層厚0.30~3.60m，層底標高-0.05~2.75m，該層場地內明河邊緣、暗溝、暗河及暗塘部位有分布，壓縮性高，工程特性極差。

 

    ①₂淤泥：灰黑色，流塑，含有機質，有腥臭味。層厚0.20~2.30m，層底標高-0.62~1.90 m。該層明河、明溝及暗溝、暗河、暗塘底部有分布，壓縮性高，工程特性極差。

 

    ①₃素填土：灰黃~灰色，松軟，以粘性土為主，含植物根莖，層厚0.20~2.20m，層底標高1.10~3.54m，該層普遍分布（明河、明溝及暗溝、暗河、暗塘部位除外），壓縮性高，工程特性極差。

 

    ②₁粉砂夾粉土：灰黃~青灰色，稍密，含鐵錳質氧化斑點及云母碎片，偶夾薄層粉質粘土，礦物成份以石英、長石為主，云母次之，級配不良。層厚0.20~2.80m，層底標高-0.70~2.00m，該層場地內呈區域分布，明河、明溝及暗溝、暗河、暗塘部位變薄或缺失，壓縮性中等，工程特性中等。

 

    ②₂粉砂夾粉土：青灰色，稍密，含云母碎片，偶夾薄層粉質粘土，礦物成份以石英、長石為主，云母次之，級配不良。層厚1.60~6.20m，層底標高-3.08~-0.85m，該土層場地內普遍分布，明河、明溝及暗溝、暗河、暗塘部位變薄或缺失，壓縮性中等，工程特性中等。

 

    2.3地基處理設計要求

 

    3.1建筑平面分布圖

    3.2處理深度土層試驗指標

 

區域	統計值	統計孔數	土層厚度H/m			比貫入阻力Psk/MPa
		n	①1層	①2層	①層	①1層	①2層
一區 （威尼斯湖區域）	平均值	15         (3孔缺①2）	2.63	1.54	3.86	1.08	4.42
二區（小高層、高層）	平均值	13   (2孔缺①2）	2.41	1.34	3.54	1.34	4.63
三區 （情景洋房）	平均值	8  (1孔缺①2）	2.51	1.31	3.66	1.18	4.54
四區（別墅）	平均值	29         (16孔缺①2）	3.24	1.22	3.79	1.36	3.92
五區（別墅）	平均值	11         (4孔缺①2）	2.82	1.26	3.62	1.63	4.98
六區（別墅）	平均值	36         (27孔缺①2）	3.25	1.28	3.64	0.94	3.88
七區	平均值	15         (1孔缺①1）   (1孔缺①2）	2.31	1.51	3.57	1.98	4.81

 

    3.3 施工方案及技術參數

 

    4.1單點夯擊試驗

    大面積強夯施工前在選定區域進行單點夯擊試驗，并要取得最佳的夯擊能量。根據觀測數據計算每一擊的夯沉量、隆起量，進行數理統計作出曲線圖形并且分析，根據試驗結果由業主、監理、設計單位和施工單位共同確定大面積強夯時各區的夯點布置、夯擊能、單點夯擊數、最后夯擊沉降量控制等施工技術參數，以及場地回填厚度。

 

    4.2大面積強夯技術措施：

    4.2.1機具及施工材料的要求

    1）夯錘選用圓型帶氣孔的夯錘，錘重為12T或15T，夯錘直徑為2.3~2.4m;

    2）強夯機械采用QUB32、QUB36、W200A型起重式強夯機;

 

    4.2.2降水技術措施

    1）本工程在降水管插管前采取高壓水沖成孔，成孔深度即為井點管插管深度。立管下段約1.2米位置稱濾管，用紗布雙層包裹起隔砂滲水的作用。插管，成孔結束后立即插管，并注意保護好濾膜。同時掩埋成孔的孔洞。降水至地面2.5m以下，方可進行強夯。

 

    2）施工區內布置水位觀測孔，孔深2.5m，以便觀察水位情況。水位觀測按每1600平方米一孔。一般連續降水2~3天。當地下水位降至原砂面2.5m以下，進行第一遍強夯施工。為加強強夯效果、確保工程質量，在強夯施工過程中，外圍封管真空降水管繼續進行真空降水。強夯工藝采用3遍強夯，每遍之間間隙時間根據試驗確定。第二遍強夯施工完成，拔去真空降水管，進行場地平整。

 

    3）強夯施工過程中，降水施工在滿夯前不間斷，保證整個施工。

    4）降水施工注意事項

    ①井點的管路系統應密封，嚴防漏氣。

    ②在施工過程中注意橫管漏水，對水位嚴格測量達到要求后再進行強夯。

    ③降水施工運轉中，發現井管失效，立即采取措施使其恢復，如不能恢復的重新設置新的井管。

 

    4.2.3強夯施工主要技術措施

    1)強夯施工過程中對達不到停錘標準的，采取在夯坑內推填砂子繼續強夯，或者在保證總夯擊能量不變的前提下進行一遍小能量夯擊（1500KN.M能量，四擊），待表層達到一定強度后再進行第二遍較大能量的夯擊（3000KN.M能量，六擊）。

 

    2)強夯過程中由于淤泥過厚產生的彈簧土現象，應立即停止對該區域的施工，采取措施后重新施工。

 

    3)為保證夯坑內積水和地表積水能及時排出，在強夯區域外，挖設主排水溝與場區主排水溝。

 

    4)雨天不能進行施工，雨后要及時排水并適當涼干后繼續施工。

 

    5)強夯施工，當坑底傾斜大于45度時，應回填砂土后，再進行施工。

 

    5.1根據靜力觸探和標準貫入兩種試驗方法，未處理區域與已處理區域各土層承載力值對比結果見表。

層號	未處理區域地基土層承載力值（kPa）	已處理區域地基土層承載力值（kPa）
① 沖填土	80	120
②-2粉 砂夾粉土	100	155
②-3 淤泥質粉質粘土夾粉砂	50	80
②-4 粉土	110	125
②-5 粉砂夾粉土	155	170
②-6 粉砂夾粉土	140	165
②-7 粉砂夾粉土	/	115
②-8 粉土	90	105
③淤泥質粉質粘土夾粉砂	/	65

 

    5.2淺層平板載荷試驗

各試驗點承載力建議值

試驗點	地基土承載力特征值（kPa）			備  注
	按s/b=0.015	按最大加載一半取值	建議值
首一期S1	156	130	130	該試驗點在地表以下0.5m處，表面無積水。
首二期S1	220	130	130	該試驗點在地表以下0.5m處，表面無積水。
首二期S2	125	130	130	該試驗點在地表以下0.5m處；試驗工程中有強降雨過程，地表土層被水浸濕，變松軟。
首二期S3	93	130	93	該試驗點在地表以下0.5m處；試驗工程中有強降雨過程，地表土層被水浸濕，變松軟。
首二期S4	196	130	130	該試驗點在地表以下0.5m處，表面無積水。

 

    由于首二期S3在試驗工程中有強降雨過程，地表土層被水浸濕，變松軟，因而造成首二期S3試驗點的壓板試驗測試結果異常（壓板沉降量較大，地基土承載力偏低）。故該試驗點的試驗結果不參與整個地區地基土承載力的評價。

 

    5.3檢測結果

    ①根據三種原位測試方法結果分析，表明排水強夯后的地基土承載力性能有明顯提高，達到設計要求。

    ②由于淺層土的滲透性能較好，在施工中加強排水措施，確保質量。

 

    1、工程的地基處理采用了動力強排水固結技術，施工效果很好，施工工期僅用了三個月，經濟性很高，是該技術在吹填砂土質中的又一次成功應用。

    2、由于強降雨及降水效果不理想個別點檢測不合格，說明了降水與排水在動力強排水固結土體技術中起著重要作用，是施工技術中關鍵技術點。

 

1.《建筑地基處理技術規范》（JGJ79—2002）

2、《建筑地基基礎工程施工質量驗收規范》（GB50202—2002）

 

(本文來源：陜西省土木建筑學會  文徑網絡：文徑 尹維維 編輯  劉真 審核)