1水利部交通运输部国家能源局南京水利科学研究院江苏南京210003；
2河海大学地球科学与工程学院江苏南京211100；
3南京市建筑安装工程质量监督站江苏南京210007
摘要：在软弱地层上进行工程建设是经常遇到的情况，如铁路、公路、机场以及房屋建筑工程等，在我国东部地区，软土土层往往伴随着高含水率，在工程建设前，往往需要先对场地进行夯实加固处理后才能进行工程后期的建设工作。本文以某试验大厅工程建设前期地基夯实加固处理为例，采用水汽分离工艺，通过先降水再夯实的施工工艺，探讨软土土层夯实加固的施工技术，对项目前期地基处理工作，具有客观、实用、可行的指导作用。
关键词：水汽分离；软土层；夯实加固；施工技术
引言
在软土层上进行工程项目建设，在我国广大地区都会存在。在工程建设初期，往往首先需要进行地基夯实处理，目前，我国工程建设常用的地基处理方法有如下几种：①置换法（如换土垫层法、EPS轻填法）；②碾压夯实法；③排水固结法（如加载预压法、超载预压法）[1]；④化学固化法（深层搅拌法、灌浆或注浆法、单液硅化法和减液法）[1]；⑤加筋法（如加筋土法、锚固法、竖向加固体复合地基法）[1]。本文以工程实际案例为基础，水汽分离专有技术，对建设场地进行预降水后，再采用强夯对软土层进行夯实加固施工技术方案，来进行具体的分析和阐述。
1工程概况
我国东部沿海某试验大厅工程，建筑面积23954.9m2，150m×150m为大跨度钢结构桁架屋盖体系，四周布置柱基，中间无柱基。考虑到地坪结构层及其他使用荷载，地基处理后的承载力按大于120kPa考虑。根据地质勘察报告，拟建试验大厅场地原为滩涂杂填，地面标高4.63～6.25m（设计为黄海高程），地面高低不平，相对高差为1.62m。建设场地为软弱地层，其中上部为人工填筑土层，下部为原状土层。设计要求通过强夯加固技术处理后，场地承载力特征值≥120kPa，有效加固深度≥6.0m。
2施工工艺及技术方案
水汽分离夯实加固法施工工艺流程为：布置水汽分离群井→开泵降水→第一遍点夯→第二遍点夯→满夯或碾压。
2.1水汽分离群井施工
2.1.1施工程序：水汽分离单口井设计—定位—成孔—清孔—下滤管—回填滤料—安放潜水泵—降水—回填井孔。
2.1.2水汽分离管井设计：根据不同地质构造，土质特点，土层渗透系数等因素，通过试验计算确定水汽分离群井深、井距及布置方式。暂定：外围设置2排外围集成管井，群井网络为10m×10m，井深9.0m；内层管井群井网络为15m×15m，井深6.0m。管井采用直径为250mm降水深度至4m以下，计算结果须结合实际施工调整。
2.1.3定位：依据工程实际情况，通过计算确定井位数量和坐标定位，通过GPS在场地定位场地内进行定位和标示。
2.1.4成孔：潜水钻机依据所定井位就位成孔，一般粘土可采用原土造浆，必须经常向井内补充清水，始终保持井内充满泥浆，防止井壁塌方。
2.1.5清孔：在钻孔工作完成后，应及时将潜水泵置入井内进行清孔。
2.1.6下滤管：在清孔工作完成后，应对井深度进行验收，在确定达到设计深度后，即可以将滤管放入井孔内。最后一节为水汽分离控制端盖，管口高出自然地坪50cm，以连接水气分离控制端，并通过控制端连接真空泵、水汽分离阀及真空表监测。
2.1.7回填滤料：根据设计要求，应采用级配砂石作为滤料，滤料回填应采用分段分层措施，为防淤泥反冒，滤井回填滤料厚度不易超过lm，在停滞一段时间后再向滤管四周回填，直到滤料慢慢填至场地标高为止；在降水过程中，发现滤料下沉，应及时补充新的滤料[2]。
2.1.8安放潜水泵：在井口横向放置一根Φ50的钢管，沿井壁缓缓的将潜水泵放入距离滤料上高0.5m的井底，然后将潜水泵用铁丝固定在钢管上。
2.1.9降水：在潜水泵安放完成并检查合格后，根据需要可以开始进行降水工作；当降水工作正式开始后，必要有专人进行24小时不间断的值班巡逻，确保井内处于较低水位的状态。
2.1.10对于进水不畅的井点，可采用压缩空气洗井，取出潜水泵后，在滤管上口加密封的盖板，盖板上装有通到井底的风管和排放泥浆、空气的出水管，并装有阀门；若相邻两口井都是瞎井，则必须重新补井。
2.2强夯施工技术参数及工艺
2.2.1强夯施工技术参数
2.2.2强夯技术施工工艺
1）根据软地基处理工程的成功经验，水汽分离管井降水2天～3天左右，在水位下降至2m以下，则可进行第一遍强夯。
①第一遍强夯：根据设计要求，强夯可以采用的夯锤质量为14.7t，直径为2.3m左右。
夯点间距为5.0m×5.0m，正方形布点；根据现场试夯点情况，第一遍夯击能量约为1000～1500kN?m，每个夯点应夯击2～4次；现场应根据每击贯入量、夯坑深度、周边隆起量等相关参数来确定。
②第一遍夯后，推平夯坑，进行水气分离管井降水，在此时，应注意真空泵正常运转，因为土体经第一遍1000～1500kN?m夯击后，土体内大量的水汽混合液转化为超静孔隙水压力，该遍降水是关系到后续点夯提高夯击能的关键。水汽分离群井降水时间一般为2～3天，在孔隙水压力消散至90%时，地下水位在4m以下，则可进行第二遍点夯。
2）第二遍强夯：夯点间距仍为5.0m×5.0m，正方形布点，夯点应布置在第一遍夯点的中间；第二遍夯击能量约为2000～2500kN?m，每个夯点应夯击4～6次；现场应根据每击贯入量、夯坑深度、周边隆起量等相关参数来确定。
第二遍夯实后，应用推土机讲夯坑推平，同时，应不间断对群井降水；至孔隙水压力消散至90%时，地下水位保持在4m以下，则可根据夯后场地，进行质量自检，通过静力触探的方式，根据PS曲线计算夯后的加固深度、承载力效果。
3）如经自检后达不到建设方、设计所需的技术指标，则进行第三遍点夯，第三遍夯点设置在第一遍夯点上，夯击能量为3000～3500kN?m，每个夯点应夯击4～6次；现场应根据每击贯入量、夯坑深度、周边隆起量等相关参数来确定。
4）在满足业主、设计主所需的技术指标条件下，回填管井，回填过程采取分层回填，逐级捣实，直至表层填实后，采取2000～2500kN?m对管井部位进行夯实，每个夯点应夯击4～6次，直至达到收锤标准，再进行最后一遍满夯[3]。
5）夯后场地平整，待稳定期结束（孔隙压力消散至90%）交付检测[3]。
2.3施工技术要求
2.3.1降水要求
①降排水管井间距以保证排水的效果为原则，在实际施工时根据现场土质条件进行适当调整。
②分离集成管井布置网络根据需加固区域的土质确定管井为15m×15m，地下水位下降值控制在4m以下。
③抽真空期间真空度应达到60KPa～80KPa。
④排水系统安排专人负责运行管理，雨天需开水泵进行强排，确保场地不被淹没。
⑤加强对水泵等设备的保养，在非强排时做好检修保养，确保运行中无机械故障。
⑥施工中每天检查排水系统的通畅程度，对堵塞的排水沟及时挖通。
⑥根据土层的含水量、渗透系数和各夹层情况，管井入土深度需根据土质情况在施工过程中调整。
2.3.2强夯施工要求
①强夯施工测放夯点位置，用明显的标志标出夯点中心点（白石灰或竹桩），同时保护好测量用的控制点[4]。
②施工区域点夯施工时，依据夯点布置分遍分次夯击。
③夯击暂定分三序完成，第一序为点夯的第一遍；第二序为点夯的第二遍；第三序为满夯，经二序夯后自检，如压实度、夯沉量等指标达不到加固要求，则可增加一序点夯，然后进行最后一遍满夯。
④在强夯施工时，需要等待第一序强夯施工引起的地基孔隙水压力消散达到90%以后，方可进行下一序强夯施工。
⑤点夯施工时，每击沉降量观测由夯机配备的一名专职测量员，认真做好施工记录，并掌握收锤标准[4]。
⑥在强夯施工中，每一点在满足设计要求时，在施工图纸上做好记录。
3结语
通过对拟采用水汽分离技术进行地基夯实加固施工方案探讨，在保证工程质量、安全的前提下，按期完成工程，并在施工过程中，应严格按照施工工艺流程施工，在机械选型、材料选用等方面，严格规范操作。同时加强对环境保护以及文明施工目标的控制，将本项目地基加固工程建设成为符合国家验收规范的合格工程，且保证严格施工合同的要求，完成各项履约条款。本文通过对水汽分离地基夯实加固施工方案的探讨，为类似项目提供借鉴。
参考文献：
[1]闵锐.浅谈土木工程建设中结构与地基加固技术的运用[J].建筑工程技术与设计，2018-02-20
[2]陈鸿雁，向志虎.清水池上浮修复方案的探讨[R].中国土木工程学会水工业分会结构专业委员会五届第一次会议暨换届会议，2011-10-01
[3]朱盛广.唐山某工程道路软土路基设计方案研究[J].中国高新技术企业.2017-06-16.
[4]唐德文.低能量强夯在公路地基处理中的应用[J].中国市政工程.2012-02-01.
作者简介：李月先，1969年6月15日出生，高级工程师，在水利部交通运输部国家能源局南京水利科学研究院工作。