港口工程高真空击密法软地基处理效果分析

任强 中交上海航道勘察设计研究院有限公司

1.高真空击密法施工工艺简述

1.1 高真空击密法的优势

（1）成本费用较传统式方式方法降低约30%左右；

（2）工期较短：用本技术可以节省约50%的施工工期；

（3）质量水平稳定：调节地基承载，借助调节工程施工地基沉降量，释放不一样的夯击能量，合理有效调节工后地基沉降：利用不一样的工程施工技术参数，可合理有效地控制差沉降；

（4）工程建筑生态环境保护：地基处理施工整个过程不含有任何的添加物，不存在泥浆和其余废弃物产生。

1.2 高真空击密法的特性

高真空击密法是一种快速排水快速打密方式方法，其结构设计具备下面技术特性：

（1）通过地质构造、岩层的特性，用特别制作的高真空系统强制性调节水分含量，调节需求处理的土质逐步贴近加固密实的最合适的水分含量；

（2）需要采用特殊的大型击密机器设备将处理土分层击密，使之逐步实现最大的密实度；

（3）在施工时，通过土层的自振工作频率，调节击振工作频率；

（4）通过不一样土质的透水率、含水量，每一层土壤进行多次分层，强制性调节真空度、真空气量、稳定平衡技术参数；

（5）可以通过地基处理施工深度的需求，科学合理运算土的击密能量。

1.3 真空排水

对饱和软土地基，选用高真空击密法处理软土地基时，需要先将地下水位下降至地表2m以下。通常选用三次真空排水，主要是对表填土和下卧软层开展合理有效的真空排水，真空埋管的实际技术参数关键在于软层的埋深。通常情况下，深管插进软层底部，浅管插进软层中部。外部封管距离约为2m，处理区外围约2.5m。

表1 部分土质

表2 静力触探结果表

1.4 高真空击密法加固软基设计技术参数的选择

高真空击密法用以处置软土地基，其设计方法具体涉及两部分：

（1）排水设计方案，涉及竖向排水体和真空管的设定深度和布局距离；

（2）强夯地基处理设计技术参数。在选用高真空击实法时，设计技术参数应总体充分考虑两个要素，在工程施工全过程中，紧密结合施工现场监测数据和实验数据持续不断调节工程施工技术参数，切实保障孔隙水压力消退和强夯地基处理的最佳组合，以实现加固地基、避免出现“橡皮土”的最终目的。

2.工程概况

本港口物流中心工程总体的建筑面积28.15万m。工作场所大概有21.5万m，具体包括外部办公场所和现场工作区域。依照施工工艺需求，港口前沿区、重卡车场区、综合性工作区域和主干路的路面要求荷载为40kPa，小型轿车市场和外部办公区域20kPa。

3.试验测试阶段

3.1 试验区的施工方案

吹填区标高5.50～16.6m，外部场地标高相对比较高。故此，必须要清理过多的土壤，平整场地，随后清理表面层的软土，用运输土回填生成施工垫层。泥坑区从陆域生成设计标高往下回填2m，在这当中0.5m地表是开山石渣，弃土区生成设计高度往下0.5m的回填。下一步，将B形塑料排水板以大概1.2×1.2m的间隔置放在①-2 层冲填土的层底。结束以上工作后，就可以组装真空管，另外展开真空处理和强夯施工击密。

3.2 试验区的检测结论

（1）综合分析动态贯入试验和1孔标准贯入试验具体结果表明，素填土的准许承载能力为160～260kPa，吹填土①的容许承载能力为120～200 kPa，吹填土②的容许承载能力为100～200kPa。在试验深度范围内，加固实际效果显著。

（2）对淤泥一区8点动力触探试验结果显示综合性分析表明，素填土的容许承载能力为120～280kPa，吹填土①的准许承载能力为40～90kPa，吹填土②容许承载能力为70～220kPa，吹填土③容许承载能力为100～180kPa。在试验深度范围内，加固实际效果显著。

（3）综合分析淤泥一区8点动力触探试验最终结果，素填土的准许承载力为120-280kPa。吹填土①的容许承载力为40～90kPa，吹填土②的准许承载力为70～220kPa，吹填土③的准许承载力为100～180kPa。在试验深度范围内，加固实际效果显著。

4.施工期监测

在工程施工全过程中，对1#、6#泥浆坑的监测更为完整详细，处理方式为低真空预压和高真空击密相结合。

4.1 真空度观测

泥浆坑1#和6#采用低位预压，每一个小区都配备了4个真空计。预压时真空度一般维持在80kPa之上，监测最终结果如图1和图2所示。

图1 泥浆坑 1 区真空度监测曲线

图2 泥浆坑 6 区真空度监测曲线

4.2 静力触探结果

据实地监测，1#、6#区在工程施工时效果呈现比较好，工程施工实际效果达标设计标准。

4.2 施工期实际效果检验

4.2.1 浅层板载试验

①承载板应该选择用规格尺寸为1m×1m方板；

②试验基坑工程宽度不小于承载板宽度的3倍，试压面用粗砂垫铺平，试验梁及载入工作平台均建在试坑外，且与承载板的净间距不小于2m。

③负载级别不小于8级，最高负载不小于120kPa。每一回载入完毕后，应按相匹配的间隔时间监控地基基础下降，初期每10分钟左右检验一次，随时间推移慢慢转化成15分钟，30分钟，1小时等。若每小时下降量低于0.1mm，则可以表示地基基础的最后形变已相对稳定，并可在这时添加下一层荷载。

④试验停止要求：24小时后，下降速度仍达不到稳定值；临近承压板的土体产生显著挤压；下降量暴增，F-δ曲线发生显著的陡降段；下降量高于承压板直径的0.06倍；当发生以上前三种状况之一时，可表示相匹配的上一级荷载即是极限荷载。

⑤试验统计数据和剖析。根据实测值的荷载－下降统计数据，制作荷载－下降相互关系曲线，加工处理后的地基承载特征值应需要满足以下要求：

一是，荷载－下降曲线存在显著的比例边界线时，取该边界线内相匹配的荷载数值为本征值；

二是，当比例限制所相匹配的荷载值高于2倍极限荷载时，其本征值通常为极限荷载的1/2；

三是，倘若以上两种要求无法满足需要，可以采取S/b=0.01S为承压板的最后下降量，b为承压板的宽度）所相匹配的荷载为特征值，但不超过极限荷载的1/2。

四是，同一块土壤的检测点数要高于3点，测出的偏差低于均值的30%，取这一个均值当做本征值的相匹配来计算。如偏差高于均值的30%，要反复研究根本原因，有必要时可添加检验频次。

4.2.2 动力探测试验

①检测深度：桩位在桩身深度以内，桩间处不可低于桩底标准高度；

②动力触探试验的操作需要满足相关标准规范的要求；

③剖析试验的统计数据：单孔连续圆锥动力触探试验时，应根据相关信息，求出单孔锤击数和分层贯入系数的均值，并制作出相匹配曲线；根据圆锥动力触探试验统计数据和本区域相关实践经验，对测样开展结构力学分层，以多方位考察测定岩土的均匀性和物理特性、土的强度、形变基本参数、地基承载等基本参数，并对其具体位置、软土界面及地基基础最后加工处理实际效果开展检验；把所有孔的贯入系数的均值与相匹配的厚度加权系数的均值，再用加权平均法来计算所有孔的均值和变异系数；按当前情况修改锤击频次。

4.3 检验统计数据

业主方授权委托第三方工程检测公司对地基基础实际效果开展检验，共开展了动力触探试验、静载试验两种51个点位，检验结果为：根据对该码头物流中心工程项目16点静力试验统计数据开展剖析，算出了不小于60kPa、回弹模量不小于40MPa的试验统计数据，在检测深度范围内，可接受承载力不小于60kPa。

5.结束语

本篇文章借助码头物流中心项目对整个施工过程开展跟踪和归纳，在项目实际施工过程中运用了高真空击密法对软地基基础开展处理，并对其实施实际效果开展了检测。项目完工后地基基础综合检测具体结果表明，高真空击密法在此次项目中运用良好，比较适用于软地基处理施工。