轻型井点降水联合强夯法在港口吹填砂场地的应用研究

李恒

摘要：对施工中的地下水问题进行有效解决，是轻型井点降水联合强夯法的技术优点。本文以威海港新港区二号围堰吹填沙场地的地基处理工程为案例，对轻型井点降水联合强夯法施工进行了简要介绍。

关键词：吹填沙场地；轻型井点降水；强夯法；港口

施工工期短、造价低、具有显著加固效果等是强夯法的优点。但是，场地易因地下水位过高造成严重的夯坑积水、严重地表液化等问题，对地基土的加固质量有着严重的影响。尤其是渗透性较差的土层，因为强夯破坏扰动了土体的结构，降低了土体的渗透性，难以消散超静孔隙水压力，土体的最大加固效果也难以达到。本文结合工程实例，采用轻型井点降水联合强夯法，使地基得到了理想的加固效果，解决了强夯中的地下水问题。

一、工法机理

通过真空井降水系统，轻型井点降水联合强夯施工法实现降低地下水位、主动排水、对超静孔隙水压力快速消散，预防由于强夯动力引起的孔隙水压力上升所产生的土体液化等一系列问题。采用轻型井点降水联合强夯法进行施工，可以进一步加强土体的强度，可以使在土体自重和强夯动力作用下的土体快速固结。

二、工程概述

威海港新港区二号围堰，由于是吹填砂所形成的陆域，因此该场地无法满足具体使用要求，所以，需要提高地基的承载力，需要对该场地的地基进行处理，进一步控制场地的不均匀沉降，以满足使用要求。

三、施工方案

吹填区的施工所采用的工法为两遍点夯、三遍降水、一遍满夯的方案，在含水量以及地下水位满足要求的前提下进行强夯施工，为进一步使土体得以密实加固，保证消散孔隙水压，需在利用强夯间歇期进行重复降水。在进行第一遍降水后，含水量控制在百分之三十之内，地下水位稳定在地表2米以下，然后进行第一遍点夯。在第二遍降水以后，含水量需控制在百分之二十八之内，地下水位稳定在地表2米以下，然后进行第二遍点夯。在第三遍降水后，含水量要控制在百分之二十五之内，地下水稳定在地表2米以下，然后进行满夯。

四、质量控制

（一）机械设备

（1）强夯施工采用，最大夯击能力大于2500KN·M，最大起重大于20T的经检验合格的履带式强夯机。

（2）井点降水采用7.5KW经检验合格的射流式真空泵。

（3）夯锤采用锤底静接地压值为25-40KPA，10-20T锤质量的混凝土锤或圆形铸铁。夯锤的底面要设置与顶面贯通的若干排气孔，孔径在25.-3.0里面。

（二）材料

（1）排水卧管采用每节长2米，直径为10厘米的PVC管，使用三通进行联接。

（2）井点管采用，管长4米的PVC管与管长7米的铁管，直径为3.2厘米，在下端1米处开孔，空间距10厘米，用纱布绑扎，井点管下端要封死。

（三）动力强夯控制

（1）在结束第一遍降水后将4米短管拔出，结束第三遍降水后将7米场管拔出，同时需要拔出全部井点管。为了防止有地下水流出，拔断或者不能拔出的井点管，必须要使用水泥浆灌满。

（2）为了保证质量，使承载力达到要求，在每遍强夯后都需要进行承载力自测，如果达不到要求，需进行补夯。

（3）最后两击夯沉量之和小于0.2米为第一遍强夯收锤的标准，最后两击夯沉量之和小于0.1米为第二遍强夯收锤标准。在夯坑周围地面发生较大隆起、强夯坑深度超过控制深度以及夯锤起锤困难时，则停止强夯。在单点累计夯沉量小于控制深度时，需打足建议锤数。最后一击在相同能量时，夯沉量明显大于前一击时，则停止强夯。通过测量锤顶高度的变化来计算每击的夯沉量。对于单击击沉量要有专人用水准仪测量，对每击进行测量记录并进行计算，在达到停击标准后才可以转到下一个施工地点。以上为点夯的停止标准。

（4）在进行强夯时，偏差要小于15厘米，要尽量使强夯锤底面中心对准夯点。

（5）为了进一步调整和分析加固效果，在强夯期间需要进行数据监测。

（6）根据含水量试验、水位观测以及孔隙水压的监测数据，对每遍推平、强夯等工序间的间歇时间进行控制。

（7）夯击点搭接宽度在满夯时需不小于三分之一锤径。

（四）控制降水预压

（1）卧管与井点管用钢丝软管进行连接，卧管一端与其他排的卧管串通后连接到真空泵，另一端则封死，使用塑料薄膜将接口处密封。

（2）需要在排水区域内设水位观测孔，每天进行观测并记录，应每4000平方米左右设置一根水位观测管。

（3）为保证良好的插管透析性，整个设备的所有环节在插管前都要认真检查，一旦发现问题要及时进行解决。为保证插管的垂直度和深度，在插管时要严格按照相关的参数要求。

（4）强夯要在水位稳定在地表2米以下时才能进行。含水量在每遍抽水时都需检测，应从地表下水位2米处取土样检测。第一遍应控制在百分之三十以下含水量，第二遍应控制在百分之二十八以下含水量，第三遍应控制在百分之二十五以下含水量。

（五）夯后控制

（1）在强夯10-15D以后，才能分析地基处理效果，才能对原为测试试验进行检测。

（2）按照10米*10米的方格网进行控制，标高的偏差允许值为-2厘米—5厘米，用推土机在满夯后对场地进行正平处理。

五、施工监测

（一）分层沉降监测

通过观测土体内部的深层沉降，可以明确强夯参数的效果、土体的压缩具体情况以及强夯影响的具体深度等等。

（二）孔隙水压监测

观测孔隙水压力的变化需要通过埋设在土体中的孔隙水压力计，通过观测变化分析井点降水工艺的具体效果。

（三）检测地基的处理效果

采用载荷试验、静力触探原位测试试验、重型动力触探、标准贯入试验等方法，对轻型井点降水联合强夯施工方法的地基处理效果进行检验。结果表明：土层的均匀性得到了明显改善，有效消除了不均匀沉降，在地基浅层形成了均匀的相对硬层，施工区砂土液化层通过处理后液化完全得以消除。

总结：该施工方法在案例区域取得了良好的加固效果。应该根据不同场地的地质条件选择合理的施工参数，为了保证工程的质量，在施工过程中要通过检测、监测等得到的数据对施工参数进行及时并合理修正。该工法能够有效并快速改变土体的排水条件，能够扩大强夯的应用范围，可以解决土体含水量高、难以消散孔隙水压力等问题，并且其施工工期短，造价低，有显著的加固效果，具有极为广阔的应用前景。

参考文献：

[1]工程地质手册编委会.工程地质手册：第四版[M].北京：中国建筑工业出版社，2006（05）.

[2]林宗元.岩土工程试验检测手册[M].北京：中国建筑工业出版社，2005（01）.