板體地基穩(wěn)定和高真空擊密技術在曹妃甸的應用

1、板體地基穩(wěn)定和高真空擊密技術在曹妃甸工業(yè)區(qū)吹填砂路基處理中的應用比較馬茂軍（唐山市交通勘察設計院有限公司，河北 唐山 063000）摘 要：板體穩(wěn)定和高真空擊密技術是改善地基土質應力和承載力的新型處理方法，本文通過對曹妃甸工業(yè)區(qū)吹填砂路基處理的工程實例，對該兩種處理方式的適用范圍、處理效果進行了應用比較。關鍵詞：板體穩(wěn)定技術；高真空擊密技術；吹填砂處理；應用比較曹妃甸工業(yè)區(qū)位于唐山地區(qū)南部海域，緊貼渤海灣深槽，位居環(huán)渤海經濟圈的中心位置，是渤海灣內條件最好的一段岸線資源。曹妃甸工業(yè)區(qū)大都由吹填砂形成，其物理組成為粉土、粉砂和細砂，基本未經天然沉降和壓實，含水量較高，難以滿足抗液化要求，在地震作

2、用下，吹填砂極易發(fā)生地震液化并導致上部結構產生過大沉降及不均勻沉降，影響結構安全和使用功能。故須進行密實加固，消除液化，才能滿足陸域正常使用要求。對于吹填砂路基的傳統(tǒng)處理方法為換填法及強夯法，因其工期長、造價高等原因難以得到大規(guī)模使用，而高真空擊密和板體穩(wěn)定技術為近年來出現(xiàn)的新型方法，以其施工速度快、加固效果明顯、可最大限度利用吹填砂料等優(yōu)點正不斷受到建設單位的青睞，但兩者又存在明顯的區(qū)別，本文結合曹妃甸工業(yè)區(qū)內的工程實例對此兩種方法的施工過程、加固效果、適用范圍等進行應用對比。一、板塊地基穩(wěn)定技術1、工程概況曹妃甸工業(yè)區(qū)鋼廠北路是一號港區(qū)與工業(yè)區(qū)東側聯(lián)系的重要通道，是加快首鋼整體搬遷進度的前

3、提。該項目設計行車速度60Km/h，雙向八車道。2、吹填砂物理力學性質本項目場區(qū)內吹填砂呈松散狀態(tài)；動力觸探數(shù)據(jù)離散性較大，吹填砂土在豎向上分布不均勻；靜載荷試驗表明，各測點的容許承載力值差異較大（75120Kpa），吹填砂平面分布上不均勻。原狀路堤物理力學指標表巖土名稱容許承載力0（KPa）天然含水量（）天然孔隙比e重力密度KN/m3壓縮系數(shù)重型動探N63.5擊/10cm0.10.2（1/MPa）吹填砂9020.11.015.10.2112.03、處理方案與施工工藝本工程設計采用板體穩(wěn)定技術對路床80cm內的地基進行處理，摻加介質采用普通水泥及北京中永基研究開發(fā)的復合固化劑。設計強度要求為7

4、天無側限抗壓強度不小于0.4MPa。根據(jù)實驗室試驗，曹妃甸吹填細砂摻加復合固化劑試樣的干密度為1.621.67g/cm3，摻加3水泥和0.06復合固化劑，具體施工工藝如下：、ALLU PM強力攪拌頭安裝至現(xiàn)場挖掘機上；、將摻加介質加入ALLU PF壓力輸料機內；、確定摻加介質的傳輸速度、攪拌速度、噴氣壓力、單位時間噴入量；、檢測攪拌的均勻性及攪拌深度；、整平并碾壓密實ALLU穩(wěn)定系統(tǒng)設備配置圖4、處理后彎沉檢測結果 吹填砂路堤通過對路線左右兩側10個點的檢測，得出各點的代表彎沉值與設計彎沉值之間的關系：二、高真空擊密技術1、工程概況曹妃甸通島公路路線全長18.447公里，雙向六車道，設計速度8

5、0公里/小時，路基寬32.5米，公路等級為一級公路。2、吹填砂物理力學性質經檢測，本項目吹填料采用砂質粉土，粘粒含量小于10%，其物理力學性質指標如下表：原狀路堤物理力學指標表巖土名稱容許承載力0（KPa）天然含水量（）天然孔隙比e重力密度KN/m3壓縮系數(shù)重型動探N63.5擊/10cm0.10.2（1/MPa）吹填砂9029.21.0114.80.2383.03、處理方案與施工工藝設計采用高真空擊密法進行地基處理，處理后要求地基承載力設計值150kpa，工后沉降30cm，其具體施工工藝如下：第一步，對施工現(xiàn)場需處理土體，進行詳細勘察，取得土體的巖性、粒度、含水量、滲透系數(shù)等基礎資料，分析場地

6、飽和軟土的分布規(guī)律及其在豎向的變化，為確定施工參數(shù)提供依據(jù)。第二步，按快速動力排水固結法原理確定施工參數(shù)與控制工后沉降量；第三步，進行第一遍高真空擊密；第四步，實施第一遍處理后的效果現(xiàn)場檢測；第五步，按第四步的資料調整施工參數(shù)，進行第二遍高真空擊密施工；第六步，進行第二遍處理后的效果檢測；第七步，進一步調整參數(shù)，進行第三遍高真空擊密施工。最后，進行處理后的主要指標檢測，包括工法實施產生的沉降量的測定，用靜力觸探試驗、標貫試驗及荷載試驗、瑞利波法等測定加固土體的Ps、N63.5、fak等指標。工程實例圖片及施工控制參數(shù)如下：工程實例照片4、處理后檢測結果各路段路基頂面彎沉值及回彈模量值三、應用對

7、比分析1、加固原理：板體地基穩(wěn)定原理是通過將一定比例的添加劑和松軟地基混合形成具有一定厚度的硬殼層而提高地基承載力。高真空擊密技術是采用重錘強夯飽和軟土地基表層，并通過特制的高真空排水設備進行排水，迅速在土體范圍內產生高真空，促使孔隙水和孔隙氣體快速排出而導致土體固結。由于每遍的高能強夯是在高真空排水及已對土體產生一定的排水固結的基礎上疊加進行的，此時土的含水量大為降低，密實度已有所提高。因此施加強夯后夯擊效應得以迅速提高，土的密實度得以快速增大，使飽和軟土體在短時間內迅速形成低含水量、高密實度的硬殼層，滿足建筑物對地基土的荷載與沉降要求。2、應用比較：從工程造價上看，板體地基穩(wěn)定技術稍高，曹

8、妃甸地區(qū)平均價格約為80元/m3（80cm厚），而高真空擊密平均價格約為85元/m2（處理深度56m），但考慮高真空擊密后路基彎沉值較大，須增設過渡層或底基層，綜合造價須再增加40%-50%左右。從適用范圍上看，板體地基穩(wěn)定可廣泛使用于粘土、泥炭、淤泥和其他類型的軟土地基處理，但處理深度不宜過厚，否則會導致工程造價過高。高真空擊密技術可使用于粉土 、砂土等類型的軟土地基處理，處理深度范圍較大，可達到6m左右，但曹妃甸地區(qū)的吹砂含量不均勻，局部含黏土量較高，導致該處理方式工期延長，且效果不十分理想。從施工進度上看，由于高真空擊密技術的核心工作為排水固結，其工期要求時間一般較長，尤其在含一定黏土的

9、吹填砂地區(qū)應謹慎使用。而板體地基穩(wěn)定主要依靠添加劑與原狀土體的固結來提高地基承載力，在施工機械充足的情況下，一般進度很快，同時還可以通過適當增加添加劑的含量來進行小幅調整。從處理效果上看，經板體地基穩(wěn)定處理后的路基平均彎沉值為2225(0.01mm),其頂面可直接鋪筑路面結構層；而經高真空擊密處理后的路基平均彎沉值一般在120200(0.01mm)之間，其頂面一般采用粒料類填料進行過渡后，再鋪筑路面結構層。綜合來看，兩種方法均能有效進行吹填砂地區(qū)的加固處理，具有較好的技術效果和經濟效果，可大力推廣，本文僅根據(jù)曹妃甸地區(qū)吹填砂處理使用經驗加以對比、以供參考，廣大設計人員應根據(jù)工程的實際地質情況區(qū)別對待、準確選擇，以最大發(fā)揮其工藝的先進性。參考文獻1 人民交通出版社公路路基設計規(guī)范（JTG D30-