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摘 要：东港站新建动车线引入第二翻车机房，如何在短期对吹填砂形成的含淤泥夹层软土地基进行真空动力固结施工是一项比较复杂的技术难题，本工程采取“三降三夯、推土机碾压配合真空强降水、调整夯击能量或小能量多击的夯击方式”的方法，实现真空动力固结处理吹填砂形成的含淤泥夹层软土地基。本文从插设井点管、真空降水、强夯等方面详细介绍了真空动力固结的施工技术，为今后类似吹填砂形成的含淤泥夹层软土地基提供了技术参考。
关键词：软土地基 插设井点管 真空降水 强夯
一、工程简述
东港站新建动车线引入第二翻车机房，位于东港站左侧，地基松软，需加固处理，既有为水塘、取土坑，坑塘底部为厚层粉细砂，经过近几年不断采用吹填土填充，坑塘大部已淤平，吹填砂大部分为含淤泥夹层软土，吹填土厚度一般4～6m，个别地段8～10m，露出水面部分表层2m较坚硬，位于其下及水下呈流塑状。本段地震烈度Ⅶ度，最大冻结深度0.74m。地基加固要求：有效地基加固深度6～8m，复核地基承载力特征值不小于150kpa，地基工后沉降不超过20cm，沉降速率不大于5cm/年，满足7度地震区（0.15g）抗震液化要求。
二、工艺原理
真空动力固结法是将真空降排水技术和强夯技术有机结合起来，采用布设真空排水管，用真空泵抽真空法使地下水位在负压的情形下随真空泵的工作而强制排除，以降低表层地下水、加速超静孔隙水压力的消散，使土体的含水量逐步接近最优含水量并同时对土体进行有效预压，然后重锤强夯的一种地基加固方法，或称为动力固结方式或动力挤密法。
真空动力固结采用“三降三夯”工艺进行处理：真空降水管按照原设计进行布置，单排管长3m，双排管3m、6m间隔布置，开始降水，降水深度达3m时，撤掉单排管（浅层管），开始进行点夯，夯击能1000kn.m，点夯间距3.5m；夯击完成后继续降水作业，降水深度达4m时（2-3天），拔掉双排管处3m管，进行第二遍点夯，点夯位置位于第一遍点夯之间，夯击能1400kn.m，夯击完成后继续降水作业，降水深度达4m时（2-3天），拔掉剩余降水管，进行第三遍点夯，夯击能1800kn.m，位置位于双排管处，间距3.5m。场地平整，采用压路机对表层松散部分进行碾压收平。静置7天后，进行承载力检测。
三、主要施工流程及施工工艺
真空排水强夯施工流程 换填、翻晒—→铺放总管—→埋设支管—→支管总管连接—→真空泵安装—→调试—→抽水—→水位观测—→拆除—→平整场地—→测放强夯点—→强夯—→推平—→测量夯后沉降量—→根据需要降水强夯遍数重复上述流程—→检测地基承载力
1.施工准备。场地平整、原地面高程的测量、测设井位、埋设支管、布置总管、安装真空泵抽水机组、设置排水沟。
2.設置排水沟。拟在线路加固区外侧开挖横向排水沟与既有站场内排水系统连接，在站场内穿越股道线路时采用直径500mm的铁波纹管下穿股道。
3.表层水处理。用2-3台推土机进行碾压，排除表层积水。
4.插设井点管。采用插管机或者高压水枪插入降水管，首先在加固区外围插设封管，然后再距离施工边界2-4米插设第一排管，管长为3m和6m，点距1.75m，间隔布置，在吹填土地基中插入降水管，如下图所示实线表示单排真空降水管，排距7m，真空管长3m，点距1.75m。虚线表示双排真空降水管，排距7m，真空管长3m及6m，点距1.75m，间隔布置井点管与总管、真空泵机组连接后，进行运行调试。
5.真空降水。
5.1降水系统的安装。降水系统安装完毕，须及时进行抽气、抽水试验，并全面检查管路接头质量、井点出水状况和抽水机械运转情况等。由专人昼夜巡查，检查真空度的变化、真空管是否正常、出水情况等，出水应先浊后清，并对降水水位进行勤监测；采用深、浅降水管相间布置方案，深管及浅管长度根据现场情况及地下水位而定。井点采用高压射水法或机械成孔法成孔。
5.2真空降水要求。第一次真空降水，真空度选取在-0.03Mpa～-0.06Mpa，降水水位低于施工面以下不小于3.0m后，撤掉单排水管进行第一遍夯点，抽水期间视场地情况可进行表层碾压以加快降水速度；第二次真空降水，真空度选取在-0.03Mpa～-0.06Mpa，降水水位低于施工面以下不小于4.0m后，撤掉双排水管进行第二遍点夯，抽水期间视场地情况可进行表层碾压以加快降水速度；第三次真空降水，夯击完成后继续降水作业，降水深度达4m时，拔掉剩余降水管。
5.3降水设备及材料要求。（1）真空泵：采用带柴油机头的真空动力设备，抽气速率≥100L/S。（2）井点管：6m井点管用直径32mm、长6.0m镀锌钢管，底端带堵头或用滤网捆扎，下端2m长区段，钻有Φ8mm，间距10cm梅花形布置的进水孔。3m井点管用Φ32mm的塑料管制成，下端1m长区段，钻有Φ8mm，间距10cm梅花形布置的进水孔。（3）连接管：用Φ32塑料透明带钢丝软管制成，要求抗老化。（4）集水总管：用Φ63mm的PVC管，带接头、堵头。（5）滤料：采用80～120目滤布。
5.4降水施工步骤。（1）利用GPS仪器进行井点管定位。（2）井点管施工工艺程序是：放线定位→铺设总管→安插水位观测管→成孔→安装井点管、填粗砂滤料、上部填粘土密封→用连接管将井点管与总管接通→安装集水箱和排水箱→开动真空泵抽水排气，再开动离心泵排水→测量观测管中地下水位变化。（3）井点管埋设，成孔暂定用水力冲击成孔，孔径为200㎜，井深比井点管长度深50㎝；将井点管插入井孔中央，使其露出地面约20㎝。（4）井点管埋设完后接通总管。总管设在井点管外侧30-50㎝处，铺管前将地面整平，将配好的管子逐根排好，然后用接头将所有集水干管接通。井点干管铺好后，用胶管将井点管与干管连接，并用密封带缠牢。 6.强夯。
6.1夯点布置。测量降水后原场地地面标高并记录，根据设计要求确定夯击点间隔3.5m布置。要求第二遍强夯夯点布置在第一遍夯击区域的中心位置，第三遍强夯夯点布置在第一、第二遍夯击区域的空缺位置。
6.2夯击遍数。夯击遍数原则是根据压缩层厚度、土质条件和沉降控制要求确定。土体压缩层越厚，土的颗粒越细，含水量越高，夯击的遍数越多；当夯击沉降量为最终沉降量的80%～90%H～，即视为夯击完毕。
6.3夯击时间间隔。每遍强夯之间应有一定的时间间隔，间歇时间取决于土中超静孔隙水压力的消散时间。通过动态监测降水效果及孔隙水压消散情况，当孔隙水压从峰值消散到稳定值所需的时间即为合理的夯击间歇时间。试验初期确定在4天，超静孔隙水压力可消散约90%，即降水的时间达到48—72 h可进行下一遍强夯。
四、质量控制
1.地基加固要求：有效地基加固深度6-8m，复合地基承载力特征值不小于150Kpa，地基工后沉降不超过20cm，沉降速率不大于5cm/年，满足7度地震区抗液化要求。
2.測量击沉量及每遍地面平均夯沉量，作好记录。
3.施工完成后间隔14天以上进行效果检测。检测标准：（1）采用标贯试验检验地基，测点密度为每3000～5000㎡ 一个测点，检测深度为8m，要求标贯击数不得小于10击，或静力触探比贯入阻力PS不小于5Mpa；（2）每个加固区分别针对标贯检测薄弱区域做不少于一组共三处地基荷载试验，载荷板面积不小于1.5㎡。复核地基承载力特征值不小于150Kpa，如场地存在软弱夹层，要求其承载力特征值不低于120Kpa，且软弱夹层厚度不超过2.5m，否则应采取其他补救措施；（3）对处理后地基进行液化判别，要求消除地表以下液化土层。
五、结语
由于采取了上述施工技术和措施，通过试验对每一遍真空降水强夯过程检测的数据的综合分析，确定了本项目施工参数。同时证明吹填砂形成的含淤泥夹层软土地基处理采取“三降三夯、推土机碾压配合真空强降水、调整夯击能量或小能量多击的夯击方式”的方法，可以有效降低淤泥夹层饱和孔隙水，抑制砂层孔隙水压上升，能够有效地加速孔隙水压力消散、增加夯实效果，经检测全部满足设计要求，取得了非常好的效果，为该工程全面有序施工奠定了基础。
关键词：软土地基 插设井点管 真空降水 强夯
一、工程简述
东港站新建动车线引入第二翻车机房，位于东港站左侧，地基松软，需加固处理，既有为水塘、取土坑，坑塘底部为厚层粉细砂，经过近几年不断采用吹填土填充，坑塘大部已淤平，吹填砂大部分为含淤泥夹层软土，吹填土厚度一般4～6m，个别地段8～10m，露出水面部分表层2m较坚硬，位于其下及水下呈流塑状。本段地震烈度Ⅶ度，最大冻结深度0.74m。地基加固要求：有效地基加固深度6～8m，复核地基承载力特征值不小于150kpa，地基工后沉降不超过20cm，沉降速率不大于5cm/年，满足7度地震区（0.15g）抗震液化要求。
二、工艺原理
真空动力固结法是将真空降排水技术和强夯技术有机结合起来，采用布设真空排水管，用真空泵抽真空法使地下水位在负压的情形下随真空泵的工作而强制排除，以降低表层地下水、加速超静孔隙水压力的消散，使土体的含水量逐步接近最优含水量并同时对土体进行有效预压，然后重锤强夯的一种地基加固方法，或称为动力固结方式或动力挤密法。
真空动力固结采用“三降三夯”工艺进行处理：真空降水管按照原设计进行布置，单排管长3m，双排管3m、6m间隔布置，开始降水，降水深度达3m时，撤掉单排管（浅层管），开始进行点夯，夯击能1000kn.m，点夯间距3.5m；夯击完成后继续降水作业，降水深度达4m时（2-3天），拔掉双排管处3m管，进行第二遍点夯，点夯位置位于第一遍点夯之间，夯击能1400kn.m，夯击完成后继续降水作业，降水深度达4m时（2-3天），拔掉剩余降水管，进行第三遍点夯，夯击能1800kn.m，位置位于双排管处，间距3.5m。场地平整，采用压路机对表层松散部分进行碾压收平。静置7天后，进行承载力检测。
三、主要施工流程及施工工艺
真空排水强夯施工流程 换填、翻晒—→铺放总管—→埋设支管—→支管总管连接—→真空泵安装—→调试—→抽水—→水位观测—→拆除—→平整场地—→测放强夯点—→强夯—→推平—→测量夯后沉降量—→根据需要降水强夯遍数重复上述流程—→检测地基承载力
1.施工准备。场地平整、原地面高程的测量、测设井位、埋设支管、布置总管、安装真空泵抽水机组、设置排水沟。
2.設置排水沟。拟在线路加固区外侧开挖横向排水沟与既有站场内排水系统连接，在站场内穿越股道线路时采用直径500mm的铁波纹管下穿股道。
3.表层水处理。用2-3台推土机进行碾压，排除表层积水。
4.插设井点管。采用插管机或者高压水枪插入降水管，首先在加固区外围插设封管，然后再距离施工边界2-4米插设第一排管，管长为3m和6m，点距1.75m，间隔布置，在吹填土地基中插入降水管，如下图所示实线表示单排真空降水管，排距7m，真空管长3m，点距1.75m。虚线表示双排真空降水管，排距7m，真空管长3m及6m，点距1.75m，间隔布置井点管与总管、真空泵机组连接后，进行运行调试。
5.真空降水。
5.1降水系统的安装。降水系统安装完毕，须及时进行抽气、抽水试验，并全面检查管路接头质量、井点出水状况和抽水机械运转情况等。由专人昼夜巡查，检查真空度的变化、真空管是否正常、出水情况等，出水应先浊后清，并对降水水位进行勤监测；采用深、浅降水管相间布置方案，深管及浅管长度根据现场情况及地下水位而定。井点采用高压射水法或机械成孔法成孔。
5.2真空降水要求。第一次真空降水，真空度选取在-0.03Mpa～-0.06Mpa，降水水位低于施工面以下不小于3.0m后，撤掉单排水管进行第一遍夯点，抽水期间视场地情况可进行表层碾压以加快降水速度；第二次真空降水，真空度选取在-0.03Mpa～-0.06Mpa，降水水位低于施工面以下不小于4.0m后，撤掉双排水管进行第二遍点夯，抽水期间视场地情况可进行表层碾压以加快降水速度；第三次真空降水，夯击完成后继续降水作业，降水深度达4m时，拔掉剩余降水管。
5.3降水设备及材料要求。（1）真空泵：采用带柴油机头的真空动力设备，抽气速率≥100L/S。（2）井点管：6m井点管用直径32mm、长6.0m镀锌钢管，底端带堵头或用滤网捆扎，下端2m长区段，钻有Φ8mm，间距10cm梅花形布置的进水孔。3m井点管用Φ32mm的塑料管制成，下端1m长区段，钻有Φ8mm，间距10cm梅花形布置的进水孔。（3）连接管：用Φ32塑料透明带钢丝软管制成，要求抗老化。（4）集水总管：用Φ63mm的PVC管，带接头、堵头。（5）滤料：采用80～120目滤布。
5.4降水施工步骤。（1）利用GPS仪器进行井点管定位。（2）井点管施工工艺程序是：放线定位→铺设总管→安插水位观测管→成孔→安装井点管、填粗砂滤料、上部填粘土密封→用连接管将井点管与总管接通→安装集水箱和排水箱→开动真空泵抽水排气，再开动离心泵排水→测量观测管中地下水位变化。（3）井点管埋设，成孔暂定用水力冲击成孔，孔径为200㎜，井深比井点管长度深50㎝；将井点管插入井孔中央，使其露出地面约20㎝。（4）井点管埋设完后接通总管。总管设在井点管外侧30-50㎝处，铺管前将地面整平，将配好的管子逐根排好，然后用接头将所有集水干管接通。井点干管铺好后，用胶管将井点管与干管连接，并用密封带缠牢。 6.强夯。
6.1夯点布置。测量降水后原场地地面标高并记录，根据设计要求确定夯击点间隔3.5m布置。要求第二遍强夯夯点布置在第一遍夯击区域的中心位置，第三遍强夯夯点布置在第一、第二遍夯击区域的空缺位置。
6.2夯击遍数。夯击遍数原则是根据压缩层厚度、土质条件和沉降控制要求确定。土体压缩层越厚，土的颗粒越细，含水量越高，夯击的遍数越多；当夯击沉降量为最终沉降量的80%～90%H～，即视为夯击完毕。
6.3夯击时间间隔。每遍强夯之间应有一定的时间间隔，间歇时间取决于土中超静孔隙水压力的消散时间。通过动态监测降水效果及孔隙水压消散情况，当孔隙水压从峰值消散到稳定值所需的时间即为合理的夯击间歇时间。试验初期确定在4天，超静孔隙水压力可消散约90%，即降水的时间达到48—72 h可进行下一遍强夯。
四、质量控制
1.地基加固要求：有效地基加固深度6-8m，复合地基承载力特征值不小于150Kpa，地基工后沉降不超过20cm，沉降速率不大于5cm/年，满足7度地震区抗液化要求。
2.測量击沉量及每遍地面平均夯沉量，作好记录。
3.施工完成后间隔14天以上进行效果检测。检测标准：（1）采用标贯试验检验地基，测点密度为每3000～5000㎡ 一个测点，检测深度为8m，要求标贯击数不得小于10击，或静力触探比贯入阻力PS不小于5Mpa；（2）每个加固区分别针对标贯检测薄弱区域做不少于一组共三处地基荷载试验，载荷板面积不小于1.5㎡。复核地基承载力特征值不小于150Kpa，如场地存在软弱夹层，要求其承载力特征值不低于120Kpa，且软弱夹层厚度不超过2.5m，否则应采取其他补救措施；（3）对处理后地基进行液化判别，要求消除地表以下液化土层。
五、结语
由于采取了上述施工技术和措施，通过试验对每一遍真空降水强夯过程检测的数据的综合分析，确定了本项目施工参数。同时证明吹填砂形成的含淤泥夹层软土地基处理采取“三降三夯、推土机碾压配合真空强降水、调整夯击能量或小能量多击的夯击方式”的方法，可以有效降低淤泥夹层饱和孔隙水，抑制砂层孔隙水压上升，能够有效地加速孔隙水压力消散、增加夯实效果，经检测全部满足设计要求，取得了非常好的效果，为该工程全面有序施工奠定了基础。