动力排水固结法处理软弱地基
李彰明 冯遗兴
1 动力排水固结法特点及工艺流程 动力排水固结法新技术的基本特点为：根据场地条件、工程情况与技术要求进行排水体系设计，视需要设置水平排水体(一般情况下即铺设砂垫层，是否设置盲沟及集水井则视具体情况决定)与竖向排水体(可根据当地砂价来选用塑料排水板、砂袋或打设砂井)，然后根据交工面高程填土至预定位置，再进行动力夯击；利用逐遍增大的动力荷载(这种夯击能由小至大的加载方式与传统的强夯法截然不同)及填土静载促使软土加速排水固结，排出的孔隙水经塑料排水板或砂井向上排至砂垫层，再排至指定位置或经盲沟汇集于集水井，用水泵外排。由于动载的多次作用及排水条件的改善，软土之上的人工水平排水体及上覆土层又使动载作用产生的附加压力保持一定时间，促使软土地基中孔隙水快速消散且不断地排出，地基强度则不断提高。一般而言，动力排水固结法在工期上要比堆载预压法短，在造价上要比块石强夯法、粉喷桩法低，在使用范围上要比传统的强夯法宽。 该法主要工艺流程如下：排除积水、整平场地→定位放线、工前检测→设置水平与竖向排水体、监测→填土、监测→多遍强夯、监测→推平碾压、工后检测→竣工技术报告。2 质量控制 采用信息化施工，以确保质量。信息主要来源于两方面：①施工过程中各道工序、各工段出现的信息；②检测与监测所得的资料，是指导施工、了解实际处理效果最宝贵的信息。为此，应做好如下工作： (1)作好施工现场记录。 (2)加强检测与监测工作。检测主要是指触探与十字板剪切试验、土样物理性质试验；监测主要是指施工过程中孔隙水压力与分层沉降的现场观测。 (3)派专业人员到现场了解情况，指导工作，根据反馈的信息及时调整工艺参数甚至工艺流程。3 工程应用实例3.1 工程概况 拟建道路为深圳城市次干道路之一，位于珠江口与滨海交汇地带。路段的原始地貌为滨海潮间带，后经人工改造为鱼塘，塘埂顶高程为2.5～3.0m，塘底标高为0.68～-0.34m。表层为最新沉积的海相灰黑色淤泥，厚度4.9～7.1m，标贯击数小于1，平均含水量为75.7%，平均孔隙比为2.019，为高含水量高压缩性土层；其下为冲洪积粘土层，是较好的持力层，以下则为冲洪积粗砂层与残积粉质粘土，是稳定地层。 该路段地基处理主要技术要求为：①交工面承载力不小于100kPa，②处理后剩余沉降量不大于15cm，纵横向100m沉降差小于10cm。3.2 地基加固方案与设计 (1)铺设砂垫层作为水平排水体，其厚度为60～100cm。沿道路中心线设纵向盲沟，另每隔60m设一横向盲沟，盲沟底面较砂垫层底面至少低25cm，并以1%的排水坡度往集水井方向加深；盲沟由土工布包碎石构成。在纵横盲沟交汇处设集水井，集水井由外包4层铁纱网和塑料纱网的φ490mm钢筋滤水笼构成，集水井底面比周围盲沟低30cm，井底用土工布包封，顶部高出堆填土面50cm，滤水笼外填碎石作为滤料。 (2)设置塑料排水带作为竖向排水体，以1.0m间距梅花形布点，每条管线处加密一行，处理区侧边加密一行；插设至淤泥层底面下至少20cm，若发现跟带现象，则须在原位旁15cm内重插一根。 (3)确定强夯工艺参数。单点最大夯击能2250kN*m，带孔圆形锤重150kN，落距15m。夯击遍数：以1200kN*m夯击能点夯2遍，再用2250kN*m夯击能点夯2遍，然后分别用800kN*m和360kN*m夯击能普夯2遍，共计6遍。夯点布置：1200kN*m和2250kN*m的点夯分别以4.5m点距、3.9m行距梅花形布点，分2遍夯击；普夯则以一锤压半锤的原则搭夯。夯击击数：由现场试夯确定(现场确定为1～4击)，原则是少击多遍、循序渐进、逐步加固，防止淤泥层整体结构的宏观破坏。具体以每一夯坑深度不大于60cm，夯坑周边土不出现明显隆起现象为控制标准。 (4)填土。排水体施工完的路段，及时填土1.5m，填土表面由道路中心向两侧形成1%的排水坡度。此外，在第四遍点夯前测定全路段高程，视情况适当补填土以达到交工面的高程要求。 (5)信息化保障。以每600m2设一触探孔，每5000m2布置一分层沉降观测点，每10000m2安设一组孔隙水压力传感器，控制施工进度，及时了解加固效果及加固深度，并可及时调整工艺参数，保证工程质量。3.3 施工工艺流程 渔塘排水、场区整平→铺设砂垫层、设置盲沟及集水井、施工前检测→插塑料排水板、预埋孔隙水压力传感器、安设沉降标→填土并推平→第一遍点夯(1200kN*m)→第二遍点夯(1200kN*m)→第三遍点夯(2250kN*m)→适当堆填土、第四遍点夯(2250kN*m)→施工期间检测、第一遍普夯(800kN*m)→第二遍普夯(360kN*m)→推平碾压→施工后测试。3.4 效果检验 用综合手段进行检验。各观测点在软基处理施工期间沉降量达538～944mm，达到设计时的预期值，沉降量—时间关系曲线已趋平缓；地基土中密实度大为增加，孔隙水压力降低近20%，各处承载力均大于120kPa，达到前述各项技术要求。4 结语 动力排水固结法是一种新的技术方法，具有其自身的特点；在设计与施工中，不应简单沿用传统强夯法与静力排水固结法的规范规定，而应将荷载与排水体系的设计与施工视为整体考虑。工程实践表明，该法在造价、效果、工期方面具有明显的综合优势，有进一步推广应用价值。