摘要 摘要：结合粤东某港口工程动力排水固结法的工程实践，依据现场监测数据及检测数据，综合分析了该新型工法的作用机理、设计原则、变形特征、孔压变化规律及加固效果等，为类似
摘要：结合粤东某港口工程动力排水固结法的工程实践，依据现场监测数据及检测数据，综合分析了该新型工法的作用机理、设计原则、变形特征、孔压变化规律及加固效果等，为类似工程提供借鉴。关键词：动力排水固结法,港口工程,变形特征,加固效果
1.引言
动力排水固结法是在传统的强夯法和堆载预压法的基础上发展起来的一种新型软土地基处理新技术，具有投资低、工期短的特点。该工法已有十余年工程实践，但其作用机理、变形规律较为复杂，限制了其推广应用。本文依托粤东某港口工程动力排水固结法的工程实践，以现场监测及检测数据为依据，综合分析该工法的作用机理、设计理念、变形特征及加固效果，为类似工程提供借鉴。
2.动力排水固结法的作用机理
通过设置水平和竖向排水体系，改善软土层的排水条件，软土层在适量的静力、变化的动力荷载及其后效力的超载作用下，形成高压力梯度的超孔隙水压。在人工排水系统及动载下产生的裂缝排水系统中，多次发生孔隙压力的增长和消散，孔隙水不断排出，孔隙体积逐渐减小，有效应力增加，土体抗剪强度不断增长，孔隙比逐渐减小，土体发生沉降变形，工后沉降大大降低，地基土成为超固结土，从而达到软基加固目的。
3.工程概况
粤东地区某港口工程，后方陆域宽度351m，纵深约530m，用地面积约17.67万m2，一期工程陆域地基处理面积为10.72万m2，建设道路、堆场以及建筑物配套设施，陆域使用高程为+5.45m。
4.地质条件
拟建场地主要由近代人工填土层、第四纪全新统海积层、冲洪积层和第四系残积层以及燕山期侵入的辉长岩组成。人工填土层主要为块石、素填土、砂，回填时间大于10年，基本完成自重固结。淤泥层在场地内普遍分布，揭露厚度基本在10m以内，呈饱和，流塑状，主要由粉、粘粒组成，局部含较多石英砂粒及少量有机质，高压缩性，强度低。下卧层为粉质黏土、砂、岩层。
5.动力排水固结法试验区
本工程采用动力排水固结法进行地基加固处理，选择典型区域作为试验区，以检验设计参数和处理效果。试验区位于港区主干道，尺寸26m×26m。设计方案简述：铺设中粗砂垫层，厚度不小于80cm，插设塑料排水板，间距1.2mx1.2m。
回填开山土至标高+5.25m(为避免软土破坏，先静载2个月，并及时补填维持标高+5.25m)，预计点夯开始前夯击垫层总厚度约为2.9m。采用4遍点夯1遍普夯，点夯击数暂定为每遍每点3~5击，夯击能第一遍1200kN.m，第二遍1800kN.m，第三遍2500kN.m，第四遍3000kN.m，普夯夯击能1000kN.m。
每遍点夯之间间歇时间(根据超静孔隙水压力的消散80%以上的时间确定)暂按7天考虑。夯点为正方形布置，每遍夯点的间距初定为5.0m，后一遍夯点的位置为前一遍四个夯点的中间位置。试夯施工过程中，根据监测数据，再进一步调整夯击参数。点夯夯锤选用圆形扁平锤，夯锤底直径2.5m~3.0m，锤重12～18t。点夯收锤标准：①最后一遍点夯的最后两击平均夯沉量不大于150mm;②夯坑周围地面不应发生过大的隆起;③不因夯坑过深而发生起锤困难。夯击数确定原则：①当第N次夯击时，孔压增量突然减小或趋近于零，取该遍每点击数为N;②第N击夯点周围土体明显隆起或夯坑附近地面产生明显振动且振动持续时间较长时，应停止夯击，取击数为N-1;③后两击的夯沉量大于该击(记为第N击)的夯沉量，取该遍每点击数为N。
6.施工监测数据
6.1水位
由图3可知，地下水位在每一遍点夯期间水位均有上升，每一遍点夯之后的间歇期，水位均有不同程度的下降，最后趋于稳定。这是由于夯击使土体压缩，孔隙水排出，且有部分弱结合水转变为自由水导致的。
6.2分层沉降
在试验区中心埋设分层沉降观测孔，动力排水固结法施工期沉降磁环累计沉降量为519mm，沉降趋势自上而下逐渐递减，主要沉降量发生在起夯面以下10m深度以内。
6.3孔隙压力计
在试验区埋设孔隙水压力观测孔，观测结果如图4。由监测数据可知，孔隙水压力值在每遍点夯期间均表现为增长，在每遍点夯间歇期，孔隙水压力值都表现为逐渐消散。点夯对起夯面深度10m以内影响较大，点夯引起的孔压增量位于20~60kPa之间。第二遍点夯由于天气原因间断进行，未出现孔压骤升的现象，这说明超静孔压的形成是多点连续点夯的叠加效应。普夯引起的超静孔压幅度相对较小，与最后一遍点夯也应有一定的间歇期。
7.质量检测数据
(1)土工试验指标由表3可知，经处理后淤泥层含水率和孔隙比均有明显下降。处理后土体凝聚力略微下降，内摩擦角略微增加。说明经过地基处理后土层性质有所改善。
(2)静力触探普夯结束28天后进行2个静力触探检测孔，为便于跟夯前做比较，在试验区外未进行处理的区域增加一个静力触探检测孔，检测结果如图5、图6、图7。工前、工后静力触探结果表明，淤泥层土层锥尖阻力比工前明显增加，动力排水固结法效果比较明显。但呈现出较明显的不均匀性，上部土层加固效果更为显著。
(3)沉降量分析试验区软土厚度约10m，静载过程沉降量约60~70cm，动力排水固结法施工过程沉降量约52cm，整个软基处理施工期总沉降量约120cm，沉降量约为软土厚度的12%，符合经验值范围。
8.结论
(1)动力排水固结法应遵循“少击多遍，逐渐加能”的原则。先处理浅层软土形成施压层，再处理深层软土，击数不宜过多，以不破坏软土结构为原则;(2)动力排水固结法应增强信息化施工的观念，击数及夯击能应根据现场监测数据进行调整;(3)动力排水固结法有效加固深度可达到10m，但有明显的不均匀性，上部土层加固效果更为显著;(4)超静孔压的形成是多点连续点夯的叠加效应。点夯期间，孔隙水压力升高，间歇期逐渐消散，两遍点夯间歇时间7天较为合适。普夯与最后一遍点夯应有间歇期;(5)点夯引起的超静孔压增量处于20~60kPa之间时，处理效果较好。
参考文献：
[1]DBJ15-38-2005广东省标准建筑地基处理技术规范[S].
[2]李彰明.软土地基加固的理论、设计与施工[M].广州:中国电力出版社,2004.
[3]李彰明.地基处理理论与工程技术[M].北京:中国电力出版社,2014.
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