摘要
根据深厚软土地基的特性及地基处理要求，结合碎石垫层、轻型井点排水固结、强夯法、振冲碎石桩4种地基处理方法的综合处理技术优势，开展地基综合处理技术试验研究。对处理过程中地下水及孔隙水压力等指标进行了细致的监测，并对处理前后的地基承载力进行对比分析，结果表明，该综合地基处理方法可弥补单一地基处理方式的缺点，能够有效提高地基承载力。本文可为后续的同类地基处理工程施工提供借鉴。
沿海地区广泛分布着较厚的松散粉细砂、粉质粘土、淤泥质土、吹填土等软弱土层，这类土具有含水量大、压缩性高、强度低等特点，利用这些场地做建、构筑物的地基时一般均需进行软基处
振冲碎石桩作为一种常用的复合地基处理方
深厚软土地区沉积地层的均一性较差，采用单一地基处理方法的处理效果有时不理想。只有多种地基处理方法相结
深厚软土地基综合处理新技术充分利用了碎石垫层、轻型井点排水固结、强夯动力固结、振冲碎石桩4种地基处理方法的技术优势，以振冲碎石桩为主体，考虑饱和软土的工程特性，将振冲置换、强夯动力固结、软土排水固结、垫层应力扩散这几种地基处理机理有机结合、综合应用，最终实现改善和提高土体力学物理性能，提高复合地基的承载力及压缩模量，改善地基抵抗变形的综合能力。
试验区面积为20 m×20 m，在振冲碎石桩加固范围内，地层主要以粉质粘土为主，粉质粘土多为软塑—可塑状态，上部地层为软塑状态，下部地层为可塑状态；地面以下5 m及15 m位置各有一层粉土，层厚均为1.5 m左右，粉土以中密为主，摇震反应迅速。
在试验桩区域，仅1层地下水，属潜水，主要受大气降水及潮汐的补给，蒸发为主要排泄途径，施工期间稳定地下水位埋深1.5~2.5 m。
采用振冲碎石桩、碎石垫层、轻型井点排水固结、强夯动力固结4种地基处理方法进行综合试验处理，要求处理后复合地基承载力特征值fak≥220 kPa，具体施工步骤如下：
振冲碎石桩施工→桩间真空井点排水系统的布设及降水→碎石铺设→低能量强夯及排水固结→施工区满夯→碎石垫层施工。
振冲碎石桩桩径1.2 m，桩长25 m，正三角形布桩，桩间距1.8 m，桩顶标高-1.5 m，在试验区内共布置61根桩。采用含泥量≯5%的碎石，粒径为40~150 mm。选用BJV130E-426型振冲器进行施工。
成孔孔径≮150 mm，深度10 m。井点管采用直径≮32 mm的PVC管，孔深9.8 m，底部设置2.5 m长的花管段。
井点管沿试验区四周布置一圈，形成封闭环，间距2 m。试验区内井点位于正三角形布置的碎石桩中心点土体内，间距采用1.8 m×3.1 m。内、外圈井点单独抽排水，外圈井点主要起到隔断外界水源向试验区内部进行补给的作用，内部井点进行试验区域内部疏干降水。
真空抽水期间要求真空度≮0.08 MPa，且强夯主夯期间保持井点管运行正常。
（1）采用4遍点夯2遍满夯的工艺，第一、二遍强夯施工期间继续进行试验区碎石桩桩间土真空井点降水的施工方法。夯锤直径2.0~2.3 m，锤重10~15 t，接地压力25 ~40 kPa。
（2）第一遍夯击能1200 kN·m，第二遍夯击能1500 kN·m，夯点均布置在振冲碎石桩上，每点夯3击，间距7.2 m×3.1 m。
（3）第三遍、第四遍夯击能均为2000 kN·m，夯点布置在第一遍、第二遍夯点之间，每点夯3击，间距7.2 m×3.1 m。
（4）满夯夯击能1000 kN·m，每点夯击2击，锤印搭接不少于1/4。2遍满夯施工间隔3 d。满夯施工完毕后，间歇不少于14 d的恢复期。
图1 试验区平面布置示意
Fig.1 Layout plan of the test area
试验区四周井点管内侧布置了5个水位观测点；在东北及西南侧各布置了一个孔隙水压力监测点。每组孔隙水压力计沿深度方向按照间距2 m埋设一支（即自碎石桩桩顶算起，每孔5支孔隙水压力计）。
第一、二遍强夯时，降水机组2的井眼数均为30眼井。在强夯过程中，由于土体中超孔隙水压力的显著增大，场地单位时间出水量明显上升；强夯结束后，土体中孔隙水压力迅速下降，单位出水量也呈现出指数下降的趋势。强夯动力荷载对于加速场地的排水具有显著的效果。
第二遍强夯时，强夯分前后2 d完成，出水量变化如
图2 第二遍强夯出水量变化曲线
Fig.2 Water yield change curve of the second round of dynamic compaction
第三遍强夯时，试验区内真空井点减少为16眼；再进行第四遍强夯时，土体排出的水量已经很小，继续增加强夯基本没有太大效果，表明本次试验进行3遍强夯是合理的。
刚开始强夯时地下水位上升较明显，强夯结束后，在不断排水的情况下，地下水位逐渐降低。随着强夯次数的增加，地下水位变化越来越小。
强夯过程中，在夯击能作用下，孔隙水压力增大，自由水大量排出，引起地下水位升高。真空降水系统的可靠运行和对补给水源的隔离措施，对试验区内的地下水位控制非常重要，将直接影响软土固结效果，施工时应当保证降水系统的可靠运行。
孔隙水压力随着地下水位上升或下降变化十分明显，即随着地下水位升高（降低）而增大（减小）。待孔隙水压力和地下水位稳定后进行下一遍强夯。
第一遍强夯开始时，孔隙水压力在2 m的位置呈现负值，说明此处井点降水对孔隙水压力影响较大，地下水位-3.91 m以下的孔隙水压力为正值。孔隙水压力最大增幅接近10 kPa，不同深度的孔隙水压力变化不同，10 m处增幅最小，说明强夯对地下水的有效影响深度在8 m之内。强夯后31 h，孔隙水压力消散了85%以上。
第二遍强夯孔隙水压力变化整体规律和第一遍强夯基本一致。
第三遍强夯采用的是较大的能量，强夯期间孔隙水压力最大增幅均低于6 kPa，且总体趋势较稳定，与前2次的强夯相比，第三遍强夯时孔压增幅较小，说明强夯的加速固结作用越来越小，经过前几遍的强夯处理后，土体被压密，土层含水量变小，强夯遍数再增加已无太大意义。
第四遍强夯的第一天，地下水位呈明显下降趋势，进行点夯时，孔隙水压力呈现较小波动趋势，但整体是在减小。第四遍强夯的第二天，强夯后地下水位有轻微上升，孔隙水压力有较小增长。
满夯过程中，孔隙水压力呈现先升高，之后慢慢消散的规律，各孔检测数据变化规律趋于一致。孔隙水压力的变化幅值和波动小于前2次点夯，和第三遍强夯的情况类似，说明经过地基处理后，土体被压密，含水量降低，进行满夯时已没有过多的水被排出。
通过采用碎石桩桩身超重型动力触探、桩间土标准贯入试验、单桩复合和三桩复合载荷试验等检测手段对复合地基进行了加固前和加固后的对比。
在强夯前后共进行了2组标准贯入试验，每组3个试验点，处理前后锤击数N的平均值对比如
图3 处理前后标贯锤击数平均值对比
Fig.3 Comparison of the average SPT blow count before and after treatment
开展了一组（3根桩）的桩体动力触探试验，处理前后平均值对比如
图4 处理前后动力触探平均值对比
Fig.4 Comparison of the average DPT blow count before and after treatment
（1）利用碎石垫层、轻型井点降水、强夯法、振冲碎石桩4种地基处理方法的综合技术优势，以振冲碎石桩为主体，考虑饱和软土的工程特性，将振冲置换、强夯动力固结、软土排水固结、垫层应力扩散几种地基处理机理有机结合，扬长避短，可有效提高地基承载力。
（2）借助振冲碎石桩、碎石垫层的排水通道及井点降水的降排水作用，低能量强夯引起的超孔隙水压力得以快速消散；真空井点降水系统可以隔断外界补给水源并及时消散由强夯引起的超孔隙水压力，为提高强夯处理效果提供了重要保障。
（3）本项目采用深厚软土综合地基处理技术经济、合理，各分项技术施工工艺成熟，处理后地基承载力提高较大，可为后续类似的工程施工提供参考。
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