采用“高真空降水加强夯”处理吹填砂地基

冯 建 斌

(山西机械化建设集团公司，山西 太原 030009)

采用“高真空降水加强夯”处理吹填砂地基

冯 建 斌

(山西机械化建设集团公司，山西 太原 030009)

依据浦东机场二期飞行区施工现场水位高、面积大等特点，提出了采用高真空降水加强夯的地基处理方法，介绍了该施工技术的工艺流程，阐述了降水与强夯施工的技术要求，并指出该方法具有施工简便、周期快等优点，值得推广应用。

降水，强夯，施工，地基

强夯法，又称动力固结法，是一种传统的地基处理方法，具有施工简便，周期快而且比较经济等优点，因此被广泛采用。

高真空降水加强夯是近年来根据沿海等地区水位高且面积较大，采用其他办法费用高，周期长而采用的一种经济、高效的地基处理方法。上海浦东国际机场一期工程采用填料(块石)强夯，费用大，而且石料当地没有，从外地运入，因此二期工程采用了这种新的施工办法。

上海浦东国际机场位于上海浦东长江入海口南岸的滨海地带。浦东机场二期飞行区位于机场东部，濒临东海，其东北部原来主要为围涂筑塘而形成的滩地，有较多的芦苇，地势较为平坦，地面标高一般为3.03～4.01之间；西南部分有较为发育的河、沟、塘和少量耕地，除河埂地势较高外，其余地势较为平坦，地面标高一般为3.35～7.19之间。场地85.0深度范围内的地基土主要由粘性土、粉土、粉细砂组成。二期飞行区施工现场在深度15 m范围内存在饱和砂质粉土层。场地液化指数为1.45～8.18，液化等级为轻微～中等。施工场地已经过堆载预压，堆载预压设计中将场地划分为一般阶段和古河道阶段两种。一般阶段吹砂标高为7.1 m，古河道阶段吹砂标高为7.5 m。由于有厚1.0 m左右的吹砂将作为地基填土，其进土质量必须满足民用机场场道地基填土材料的质量要求，故在吹砂与堆载预压设计中，要求一般阶段以5.0 m标高为界，古河道阶段以5.5 m标高为界，界限标高以下的材料的质量要求为：1)粒径大于0.075 mm的土颗粒含量大于50%；2)粒径小于0.005 mm颗粒含量小于10%，界限标高以上部分吹砂材料仅作为荷载用，其选取不影响上部吹砂施工的正常进行和预压期间的排水原则。堆载施工预压期间的沉降观测结果(2002年12月统计资料)表明，一般阶段的原地表的沉降量为16 cm～30 cm,古河道原地表的沉降量为38 cm～59 cm。

根据该场区工程地质条件及存在的主要工程地质问题，拟采用先卸载然后使用“高真空降水+强夯+冲击碾压(代替满夯)”的方法对道面区和道肩区进行地基处理，即采用高真空对场地进行大面积降水后采用强夯法进行地基土的处理，整平后铺设碎石垫层，采用冲击碾压的办法。施工后要达到国家有关民用机场建设的技术规范和标准。

为方便施工，把施工区域划分为若干小区(1万m2～3万m2)。施工程序为在卸载后测放降水井管点位→一遍高真空降水→测放一遍夯点点位→一遍点夯施工→工作面整平→二遍降水井管点位测放→二遍高真空降水→二遍点夯放线→二遍点夯施工→平整工作面→测量点夯沉量→施工资料整理→验收合格后交下一道工序(铺碎石碾压)。

在大面积降水、强夯施工中，为保证高真空降排水效果，还要采取一些辅助措施：1)卸去处理区边缘30 m内的堆载体，降低水头压力;2)挖沟截流，在作业面外围(跑道为面北方向)即东西两侧5 m～10 m开挖截水沟，减少面层渗透性好的渗透水量；3)工序有效搭接，使卸载降水、强夯、碾压交叉流水进行，加快施工节奏，压缩工期。

降水施工技术要求：

1)降水设备：降水设备为带平衡装置的可调高真空系统，包含高真空泵、平衡器、射流泵等，并达到一定指标。

a.真空度：0 mmHg～750 mmHg(可调)；

b.高真空泵排气量S1≥100 L/s(电动功率≥15 kW)；

c.射流泵排气量S2≥15 L/s(电动功率≥75 kW)；

d.出水输送距离大于400 m；

e.平衡参数0.2～1.0(可调整)。

2)高真空排水井管由外围封管和施工区内真空降水管两部分组成。

3)强夯以及冲击碾压期间，拔掉强夯区域的插管，保留外围封管，使加固范围内的地下水始终保持在低水位水态。

4)排水井管入土深度须根据降水深度及储水层所在位置决定，井孔应保持垂直，孔深比井点管深0.5 m～0.6 m。

5)排水井管座埋设在孔的中心，在井管与孔壁之间及时用中粗砂填灌实。当成孔工艺不同时可以不灌砂，如使用插管机直接插管。

6)集水管抽出的水应排到影响半径以外的地方，以免回流。

7)高真空降水期间需设置专人检查是否有漏气现象，及时维修或更换故障设备。

8)高真空降水时，应对水位降低区域内进行沉陷观测，发现沉陷或水平位移过大时，应及时采取防护技术措施。

上海浦东国际机场采用高真空降水，井管布置为网格状，深层井点布设网格3.5 m×4.0 m，井管深度8.0 m；浅层井点布设网格3.5 m×6.0 m,井管深度3.0 m～5.0 m；深层井点与浅层井点相间布置，高真空排水共两遍，第二遍井点和第一遍井点呈梅花形布置。为保证排水、强夯，冲击碾压过程中的降水效果，于距旋夯处理边界3.0 m处设外围封管，外围封管采用深浅层井管相结合，深层井管为8.0 m，浅层井管为4.0 m,两种井管间距2.0 m，相互交错布置。在距强夯处理边界5.0 m位置(主要指东西两边)设外围排水沟，深1.5 m,宽2.0 m，并在四个角度设置集水井，采用水渠将积水排出施工区域外。

高真空泵与井管的连接呈相互独立的工作形式，施工区域的深层管、浅层管各自形成若干个回路，外围深层管、浅层管各为一个回路。把整个系统连接好后，要试运行来检查系统运转是否良好。一般连续抽水3 d～5 d后水位基本稳定。第一遍降水，平衡参数大约控制在0.75，降水时间为7 d～10 d左右；第二遍降水，平衡参数大约在0.8～0.85，降水时间为5 d～7 d。实际施工中可根据具体情况进行适当调整。高真空降水后的控制指标为：降水后最佳含水量允许误差为3%～5%。地下水位控制在距地面3 m以下。通过设置的观测孔和检测结果检查，符合要求时，可以拔管进行第一遍点夯施工。

强夯技术要求：

强夯分为两遍点夯，两遍点夯分别为5 m×5 m正方形布点，且第一遍与第二遍夯点呈梅花形布置。停夯标准为双控，打够设计夯击数且最后两击平均夯沉量不大于10 cm，两遍与点夯之间的间歇时间，根据试验确定超静孔隙水压力消散70%～80%的时间来确定。强夯施工要注意施工时降雨的影响，及时排出强夯坑中的积水，测放夯点允许偏差不大于±5 cm；夯锤就位允许偏差不大于±15 cm。

强夯的施工方法是：

1)夯位放样，用石灰、小竹竿等明显标志标明，报监理工程师验收。

2)架设水准仪，水准仪应设在距夯点30 m之外。

3)测量夯击点的地面高程。

4)测量每击的下沉量，并做好施工记录。

5)第一遍点夯结束后，按15 m×15 m方格测量场地标高，转入下一道工序。

强夯是一种较为简单的地基处理方法，但有些要点必须注意，例如开工前必须测量夯锤重量和落距(夯击能=锤重×落距)，确保夯击能符合要求(浦东国际机场二期要求A1区2 500 kN·m，A2区2 000 kN·m)。

每遍夯点夯完后，检查每个夯坑的位置并纠正夯点偏差或漏夯；严格按设计要求施工并做好现场施工记录；如遇特殊情况，如夯沉量大，地面隆起过大等异常情况，应如实记录，并及时报告甲方管理，以我方在上海浦东国际机场二期的施工中在P231处发现夯沉量过大，施工人员及时停夯，报甲方、监理，最后采用换填，把发现的不良土挖掉换上良性土进行夯击直至合格。

在上海浦东国际机场飞行区地基强夯中，我方严格按照规范及合同施工，快速高效地完成该标段的地基强夯施工任务。通过检测，地基反应模量为70 kN/m～80 kN/m，超过了设计要求的60 MPa；静力触探为3.5 MPa～4.5 MPa，超过了设计要求的3.0 MPa。标贯当量值为12击，大于设计要求8击。通过这次在上海浦东国际机场飞行区二期工程中采用高真空降水+强夯的施工方法的实施，实践证明高真空降水+强夯处理吹填砂且水位较高的填海或海边滩涂地等类似性质的地基效果非常好，且经济合理，周期快，可以大面积推广实施。

Using the “high vacuum precipitation dynamic compaction” to process hydraulic fill sand foundation

FENG Jian-bin

(ShanxiMechanizedConstructionGroupCompany,Taiyuan030009,China)

Based on the higher water level, large area and other characteristics of construction site in Pudong airport phase 2 flight area, this paper put forward the foundation treatment method using high vacuum precipitation dynamic compaction, introduced the technical process of the construction technology, elaborated the technique requirements of precipitation and dynamic compaction construction, and pointed out that this method had the advantages of simple construction, fast cycle time, worthy of popularization and application.

precipitation, dynamic compaction, construction, foundation

1009-6825(2014)03-0081-02

2013-11-16

冯建斌(1972- )，男，工程师

TU472

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