第26卷增刊 岩 土 力 学 Vol.26 Supp. 2005年5月 Rock and Soil Mechanics May 2005
文章编号：1000－7598－(2005)增刊－198－03
真空降水联合强夯法在软弱路基处理中的应用研究
周 健1，张 健2，姚 浩1
(1.同济大学 地下建筑与工程系，上海 200098；2. 江苏地基工程总公司上海第一工程处，上海 200098)
摘 要：结合上海市某大面积软弱路基加固实践，对真空强排水联合低能量强夯动力固结法加固粉细砂和下卧扰动软粘土路基的技术进行了介绍，经过加固处理的地基均达到设计要求，通过对加固效果进行的分析，得出一些有意义的结论，为以后类似地基处理提供了参考依据。
关 键 词：真空强排水联合低能量强夯动力固结法；软弱路基；地基处理 中图分类号：TU 443 文献标识码：A
Study on technique of low-energy dynamic consolidation method
combined with dewatering used to treat soft roadbed
ZHOU Jian , ZHANG Jian2 , YAO Hao1
1
(1.Department of Geotechnical Engineering, Tongji University, Shanghai 200098, China;
2. Shanghai NO.1 Construction Department, Jiangsu Ground Improvement Corporation, Shanghai 200098, China)
Abstract: The technique of low-energy dynamic consolidation method combined with dewatering for strengthening the disturbed soft soils underlying the hydraulic silty and fine sands is introduced. The foundation after treatment can meet the requirement. The effectiveness is also discussed. All the results given are of great practical value for similar soils improvement in the future. Key words: low-energy dynamic consolidation method combined with dewatering; soft roadbed; ground treatment
1 引 言
自20世纪70年代初法国人L.梅纳首次提出采用强夯法加固填土地基以来[1]，该项技术已在世界各地广泛应用于碎石土、砂土、黄土、填土和非饱和粘性土等的地基加固中。但是，强夯地基处理技术能否用于饱和软粘土地基，特别是淤泥和淤泥质土地基，目前尚存在较大争论。这主要是由于饱和软粘土含水量高、渗透性差、无法及时消散强夯产生的超静孔压和有效提高软粘土的固结度，强夯所施加的能量几乎全部被孔隙水吸收而不能起到加固作用，甚至会引起原有土体结构的破坏，形成人们所称的“橡皮土”[3
～5]
联合低能量强夯动力固结法加固浅层吹填粉细砂和下卧扰动软粘土层的双层地基进行了介绍。该方法是通用真空强排水来加速强夯引起的超静孔隙水压力消散，可有效地避免“橡皮土”的出现和大大提高强夯对饱和软粘土的加固效果，进一步拓宽强夯法的应用范围，可为今后类似地基处理提供参考。
[2]
2 工程概况与加固方案
拟建道路表层为近代围海造地和人工湖开挖吹填形成的吹填土。吹填土部分区域以粉细砂为主，夹层状淤泥质粘性土，土质松散且不均匀；部分区域呈淤泥质粘土夹粉土，流塑状态。吹填土厚度一般为2.2～3.8 m，局部最深约6～7 m。由于吹填土形成时间短，属欠固结土，其含水量高，孔隙比大、强度低，在动力作用下易产生沉降和液化。为了确保路基强度和稳定，需对路基进行处理。由于该工
。因此，为了保证强夯法
在这类饱和软土中的加固效果，必须解决土中地下水的排出和超孔隙水压力消散的问题。本文结合上海市某港区软弱路基加固工程，对采用真空强排水
收稿日期：2005-01-14
作者简介：周健，男，1957年生，教授，博士生导师，主要从事软土桩基沉降分析、软土地基处理技术、土-桩基-结构动力相互作用分析、地基液化
与振陷、土体细观力学模拟、环境岩土工程等方面的研究工作。E-mail: tjuzj@vip.163.com
增刊 周 健等：真空降水联合强夯法在软弱路基处理中的应用研究 199
程需同时加固上部吹填细砂和下卧扰动软土层，在经济合理且又安全可靠的前提下，技术难度大，一般地基加固方案无法达到预期目的。通过对多种方案的比较论证，决定采用真空强排水联合低能量强夯动力固结法对其进行加固。
3 设计要求
强夯处理后，场区地基强度应满足如下设计要求：①加固的有效深度≥4 m。②地基承载力标准值：0～2.0 m≥时，fk 130 kPa，2.0～4.0 m，fk > 120 kPa。③表层2.0 m内地基回弹模量E0＝25 MPa。
4 施工工艺及参数
真空强排水联合低能量强夯动力固结法在本工程中采用的是3遍降水、3遍强夯的施工工艺。 4.1真空强排水施工
在降水明沟内侧布置小区外围封闭管，外围封
闭管与明沟一样要求相互贯通，外围封闭管井点管间距为2 m，距小区边线距离为4～5 m。
第1次降水：均为3 m浅管，滤头长度为1.5 m，井点管卧管间距为3 m，井点管间距为2 m，要求井点管周围灌粗砂至地面以下50 cm，孔口地面以下50 cm内用粘土或淤泥质土封死，降水至2.5 m以下，连续72 h不间断降水。完毕后，拆除区内井点管并保留外围封管，进行强夯。
第2次降水：在第1遍强夯后，采用一长一短相间的井点管布置方式，短井点管管长3 m，长井点管管长6 m，井点间距为4 m，卧管间距为4 m，要求3 m深井点管周围灌粗砂至地面下50 cm，孔口地面以下50 cm内用粘土或淤泥质土封死。第1遍强夯后立即插管降水，并将夯坑及地表的明水及时排出。第2遍降水要求降至地面3 m以下，连续降水7 d。
第3遍降水：在第2遍强夯后，采用一长一短相间的井点管布置方式。短井点管管长3 m，长井点管管长6 m，井点间距为4 m，卧管间距为4 m，要求3 m深井点管周围灌粗砂至地面下50 cm，孔口地面以下50 cm内用粘土或淤泥质土封死，第2遍强夯后立即插管降水，并将夯坑及地表的明水及时排出，第2遍降水要求降至地面3 m以下，连续降水7 d。
外围封管：井点间距为2 m，管长6 m，井点管滤头1 m处灌粗砂。
3遍降水的布管如图1所示。
外围封闭管外围封闭管6 m6m井点井点管管 mm 55 真空泵机组真空泵机组mm 333 m3m井点井点管管 真空泵机组真空泵机组外围封闭管外围封闭管第第1一遍降水布管示意图遍降水布管示意图外围封闭管外围封闭管6 m6m井井点管点管 mm 55 m真空泵机组真空泵机组m 446 m6m井井点管点管3 m3m井井点管点管 真空泵机组真空泵机组外围封闭管外围封闭管第第2二遍降水布管示意图遍降水布管示意图 图1 井点管布置示意图 Fig.1 Sketch of well points
4.2 低能量强夯
强夯夯锤要求：锤重10～10.5 t，锤底直径为2.5 m。
第1遍强夯：施工队需考虑垫路基箱进行强夯，确保施工安全，夯击能量为400～600 KJ（根据现场实际情况进行适当调整），夯击击数为1击。第2遍强夯：夯击能量为1 000～1 200 KJ（根据现场实际情况进行适当调整），夯击击数为2击。第3遍强夯：夯击能量为800～1 000 KJ（根据现场实际情况进行适当调整），进行搭接满夯，搭接尺寸不少于1/4夯锤直径，夯击击数为1～2击。每遍夯完后进行推土机推平，并测量夯后标高和计算沉降量。第1和第2遍强夯的夯点布置如图2所示。
200 岩 土 力 学 2005年
第1遍 强夯夯点 第2遍
强夯夯点
图2 第1和第2遍强夯的夯点布置图
Fig. 2 Sketch of the first and the second ramming points
5 处理效果分析
为了验证真空强排水联合强夯动力加固法加固饱和软粘土地基的效果，笔者在强夯施工前后分别在处理区进行了静力触探试验和标准贯入试验，测试结果见图3、图4和表1。
比贯入阻力ps /MPa 0 1 2 3 4 5 6 7 8 -1 -2m/ 度-3深-4-5-6强夯前 -7夯后23 d 图3加固区强夯前后静力触探曲线图
Fig.3 CPT curves before and after dynamic compaction of
treatment
比贯入阻力ps /MPa 0 1 2 3 4 5 6 7 8 -1-1-2-2 m/-3-3 度深-4-4-5-5强夯前强夯前-6-6 夯后夯后2323 d d-7-7 图4加固区强夯前后静力触探曲线图
Fig.4 CPT curves before and after dynamic
compaction of treatment
由测试结果可以看出：
(1) 只要采用正确的降水方式和夯击工艺参数，采用真空强排水联合低能量强夯动力固结法加固浅层饱和软粘土地基加固效果显著，可以达到预期的地基处理目的，尤其对地面下1～4 m范围内的吹填细砂和下卧软土层加固效果显著，加固后土层的工程性质有了明显改善，都能达到或超过工程设计要求。
(2) 强夯对地面下1 m范围内的吹填砂层加固效果不很理想，局部被振松，因此强夯加固后应再对表层砂土进行适当碾压。
(3) 加固后土层的均匀性明显改善，可以在地基浅层4 m左右形成一均匀的相对硬层，从而有效消除地基的不均匀沉降。
表1 强夯前后标贯试验结果对比表
Table 1 Comparison of SPT results before and after
dynamic compaction
深度 加固区
/m
夯前击数 夯后击数 标贯击数 /次
/次
增加百分比 / %
0~2 6 11 83.3 2~4 4
7
75.0
6 结 语
低能量强夯动力固结法加固饱和软粘土地基，关键是解决好超静孔隙水压力的消散和孔隙水的排出问题。本次加固实践将强夯动力固结法和真空强排水技术结合起来，采用真空降水来加速夯后超静孔隙水压力的消散，有效地避免了橡皮土的出现，
对软弱路基的加固取得了良好的效果。
真空强排水联合低能量强夯动力固结法加固浅层饱和软粘土路基基充分利用了强夯和井点降水的优点，具有明显的社会和经济效益，值得推广应用。
参 考 文 献
[1] 郑颖人, 陆新, 李学志, 等. 强夯加固软粘土地基的理
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