井点降水联合冲击碾压法加固砂土地基 白宏光 （山西省交通科学研究院，山西太原０３０００６） 摘要：在综合考虑现场地基状况以及各种地基处 理技术的基础上，对某公路工程的地基处理提出 了井点降水联合冲击碾压的方法，并在施工现场 进行了试验研究。通过对地基的检验结果验证了 该地基处理技术的有效性。 关键词：地基处理；井点降水；）中击碾压法；砂土地 基；试验研究‘ 中图分类号：ＴＵ４７２ 文献标识码：Ａ Ｃｏａｓｔａｌ ｓａｎｄ ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｃｏｍｂｉｎｅｄ ｗｅｌｌ——ｐｏｉｎｔ ｄｅｗａｔｅｒｉｎｇ ｗｉｔｈ ｉｍｐａｃｔ ｒｏｌｌｅｒ ｃｏｍｐａｃｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ ＢＡＩ Ｈｏｎｇ——ｇｕａｎｇ （Ｓｈａｎｘｉ ＴｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｓｈａｎｘｉ Ｔａｉｙｕａｎ Ｏ３０００５ Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇ ｔｈｅ ａｃｔｕａｌ ｓｉｔｕａｔｉｏｎ ｏｆ ｓａｎｄ ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ａｎｄ ｖａｒｉｏｕｓ ｏｆ ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ，ｔｈｅ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ｗｅｌｌ—ｐｏｉｎｔ ｄｅｗａｔｅｒｉｎｇ ｃｏｍｂｉｎｅｄ ｗｉｔｈ ｉｍｐａｃｔ ｒｏｌｌｅｒ ｃｏｍｐａｃｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ ｉｓ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ｔｏ ｔｒｅａｔ ｈｉｇｈｗａｙ ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｉｎ ｃｏａｓｔｌａ ａｒｅａｓ． Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ ｗａｓ ｃｏｎｄｕｃｔｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｓｉｔｅ．Ｔｈｅ ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ ｒｅｓｕｌｔ ｖａｌｉｄａｔｅｓ ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｎｅｓｓ ｏｆ ｔｈｉｓ ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ； ｗｅｌｌ—ｐｏｉｎｔ ｄｅｗａｔｅｒｉｎｇ；ｉｍｐａｃｔ ｒｏｌｌｅｒ ｃｏｍｐａｃｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ；ｓａｎｄ ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ；ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｒｅｓｅａｒｃｈ 引言 研究区地下水位较高，离地表不足１ ｍ。该地区 收稿日期：２０１４—Ｏ７—２１ 作者简介：白宏光（１９７６一），男，山西忻州人，工程师，研究 方向为公路桥梁工程。 一４４一 的地基土主要由饱和粉质砂土和粘土质砂组成。粉 质砂土和粘土质砂较为松散，压缩性大，渗透系数较 大，抗剪强度和承载力较低，地基承载力特征值在７０ ～１１０ ｋＰａ之间。地基承载力过低，将无法支撑上部 构筑物，从而导致路基路面产生过大的变形破坏，因 此在该地区修建公路面临的首要问题便是砂土地基 的处理。 目前，我国的地基处理方法主要有 ：无筋垫 层和加筋垫层等换土垫层法，堆载预压、真空预压和 真空一堆载联合预压等预压法，平碾、振动碾压和强 夯等压实夯实法，无填料振冲和有填料振冲等挤密 法，碎石桩、水泥土搅拌桩和灰土桩等。各种地基处 理技术得以不断的验证和发展地基处理技术呈现出 两大特色：（１）地基处理技术大量涌现，工程实践经验 增多；（２）地基处理从单一方法逐渐发展到多种地基 处理方法综合使用的阶段，形成了极富特色的复合型 地基加固技术。该地区的砂土不属于软土，却表现出 与软土较为相似的特征，但在渗透性等方面又明显有 别于软土。虽然换土垫层法以及强夯法等技术都成功 处理过黏土和砂土地基 ，但单独用于公路地基处理 未必能达到理想的效果。高地下水位是特殊地基的 主要特点之一，井点降水法可通过降低地下水位高 度，改变地基土受力状态，达到地基土固结的目的，它 多与强夯法联合运用于高速公路软基处理 、港区码 头工程软基处理 、工业厂房软基处理 等领域。井 点降水法在加固地基土的过程中用时较长。若能采 用其他技术加快地基土的固结，将有效缩短工期。冲 击碾压法作为我国从南非引入的土石工程压实及旧 水泥路面破碎技术 ，已快速发展到砂土 。。地基的 处理当中，并形成较为成熟的研究成果。 ｌ工程地质条件 该地区地势较为平缓，地下水位距地表平均高度约 １．５ ｍ，局部路段地下水位距地表仅５０ ａｍ。地质勘察报 告显示１０ ｍ深度范围内地基土层自上而下分为两层：第 一层为粉质砂土层，层厚约３～５ ｍ，松散，含水量从１０％ －３７％不等，颜色为灰黑色，标准贯人锤击数平均值为 山东交通科技 ２０１４年第５期 ７．７击，地基承载力特征值为７０～９０ ｋＰａ；第二层为粘土 人锤击数平均值为１Ｏ．４，地基承载力特征值为９０～１１０ 质砂，层厚越５～７ ｍ，饱和，稍密，颜色为褐红色，标准贯 ｋＰａ。地基土层主要物理力学指标见表１。 表１地基土层物理力学指标 ２试验方案 后，再进行冲击碾压，此过程也就是地基土的固结过 （１）现场试验所选场地长约２００ ｍ。井点降水系 程；如此反复几次，停止地基处理的施工工作。 统设置：在清表后的地表两侧布设井点降水系统。井 ３检验结果 点管长５ ｍ，间距为３ ｍ，集水管间距为３０ ｍ，并用塑 采用井点降水联合冲击碾压法处理砂土地基本 料管将井点管与集水管、抽水设备连成抽水系统。 质上是为了解决三方面问题，使得满足公路地基的相 （２）监测方案：在公路场地两侧各设置了２根长 关要求：（１）提高砂土地基的强度，使得满足地基承载 约５ ｍ的地下水位管，用于监测地下水位的变化情 力的要求；（２）使砂土地基充分固结沉降，从而避免地 况。在清表后铺设了２０ ｃｍ厚砂垫层的表面每隔 基在上部荷载作用下出现过大的沉降变形或不均匀 ５０ ｍ放置了用于监测地表沉降的沉降钉。 变形；（３）砂土存在液化的可能，施工期间应避免出现 （３）冲击碾压方案：冲击碾压采用冲击压路机进 振动液化现象。分别采用浅层平板荷载试验、标准贯 行。在监测仪器布设完毕后，开启井点降水系统，待 入试验、地表压实度检测以及沉降钉的标高变化评价 地下水位降至地表以下３ ｍ时，采用冲击压路机对地 该地基处理技术的效果。 基进行冲击碾压。 浅层平板荷载试验是在地表上放一刚性板，并在 试验段地基在冲击荷载作用下，会产生压密沉 其上逐渐增加荷载，测试每级荷载下的沉降，直至大 降，地基土强度得到一定程度上的提高，同时冲击荷 到地基破坏标准，最终获得荷载一沉降曲线，该试验 载会导致地下水位上升，地基土中有效应力降低，孔 可确定地基土的承载力和回弹模量。标准贯人试验 隙水压力增大，进而产生超孔隙水压力。当孔隙水压 属于原位试验，是在现场测定砂土或粘性土地基承载 力持续升高至地基土的有效应力消失时，地基土就会 力的一种试验方法。地表压实度检测采用《公路土工 出现液化破坏现象。因此，试验过程中，通过监测地 试验规程》中的灌砂法进行。沉降钉的标高采用水准 下水位高度来控制冲击碾压的持续时间。当地下水 仪测定，冲击碾压可能造成局部地表出现高低不平的 位管中的地下水位距地表２ ｍ时，停止冲击碾压施 状况，因此检测地表沉降，应确保地表设置一定数量 工；待地基土中的超孑Ｌ隙水压力消散，地下水位降低 的沉降钉。施工结束后，砂土地基检验结果见表２。 表２砂土地基处理效果检验结果 由检验结果可知，井点降水联合冲击碾压处理砂 显著提高地基承载力，防止砂土地基液化现象产生， 土地基效果非常显著。砂土地基在试验过程中发生 确保地基处理效果满足公路建设相关规范的要求。 了较大的固结沉降，地基的承载力得到显著提高；回 井点降水能有效降低了浅层地基土的含水量，为冲击 弹模量和压实度的检测结果也满足《公路路基设计规 碾压施工创造了有利条件，同时冲击碾压加速了地基 范》（ＪＴＧ Ｄ３０—２００４）和《公路桥涵地基基础设计规 土的固结沉降，有利于加快工程进度。 范》（ＪＴＧ Ｄ６３—２００７）的相关要求。 （下转第５５页） ４ 结语 采用井点降水联合冲击碾压法处理砂土地基，可 ．－－——４５－——— 山东交通科技 ２０１４年第５期 ５ 结语 ［３］ Ｖａｒｅｌａ—Ｏｒｔｉｚ Ｗ，Ｃｉｎｔｒ６ｎ Ｃ Ｙ Ｌ，Ｖｅｌｒｚｑｕｅｚ Ｇ Ｉ，ｅｔ ａ１． 通过理论计算、静载试验和动载试验的分析结果 Ｌｏａｄ ｔｅｓｔｉｎｇ ａｎｄ ＧＰＲ ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ ｆｏｒ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｂｒｉｄｇｅｓ ｏｎ 可以得出，该桥承载力、挠度等指标符合标准要求，达 ｍｉｌｉｔａｒｙ ｉｎｓｔｌａｌａｔｉｏｎｓ［Ｊ］．Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ａｎｄ Ｂｕｉｌｄｉｎｇ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ， 到正常使用的范围；动力特性正常；该桥可以交付 ２０１３，３８：１２５５—１２６９． 使用。 ［４］Ｚｈａｏ Ｑ Ｙ，Ｗａｎｇ Ｌ，Ｙｕ Ｓ Ｈ，ｅｔ ａ１．Ｓｔｕｄｙ ｏｎ ｔｈｅ Ｓｔａｔｉｃ ａｎｄ Ｄｙｎａｍｉｃ Ｌｏａｄ Ｔｅｓｔ ｏｆ Ｒａｍｐ Ｂｒｉｄｇｅ［Ｊ］．Ａｐｐｌｉｅｄ Ｍｅｃｈａｎｉｃｓ ａｎｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，２０１３，３６１：１１０１—１１０４． 参考文献： ［５］ 陈增顺，张承，向程龙等．重庆某桥加固后荷载试验 ［１］ Ｆｒ ｂａ Ｌ，Ｐｉｍｅｒ Ｍ．Ｌｏａｄ ｔｅｓｔｓ ａｎｄ ｍｏｄａｌ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ 分析［Ｊ］．四川建材．２０１３（４）：１３７—１４０． ｂｒｉｄｇｅｓ［Ｊ］．Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ，２００１，２３（１）：１０２ ［６］ 白雨．大跨度系杆拱桥荷载试验研究［Ｄ］，成都：西 —１０９． 南交通大学硕士学位论文，２０１２． ［２］ Ｃｕｎｈａ Ａ，Ｃａｅｔａｎｏ Ｅ，Ｄｅｌｇａｄｏ Ｒ．Ｄｙｎａｍｉｃ ｔｅｓｔｓ ｏｎ ［７］ 刘秀珍．多跨连续刚构桥的结构分析［Ｊ］．山西交通 ｌａｒｇｅ ｃａｂｌｅ—ｓｔａｙｅｄ ｂｒｉｄｇｅ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｂｒｉｄｇｅ Ｅｎｇｉｎｅｅｉｒｎｇ， 科技，２０１２（６）：６４—６５＋６８． ２００１，６（１）：５４—６２． （上接第４５页） 参考文献： ［６］ 刘占彪，吴强．低能力强夯联合井点降水在某工业厂 ［１］ 郑刚，龚晓南。谢永利，等．地基处理技术发展综述 房软土地基处理中的应用［Ｊ］．岩土工程界，２００６，９（３）：８１ ［Ｊ］．土木工程学报，２０１２，４５（２）：１２７—１４６． —８２．８６． ［２］ 郝毅庆．水泥深层搅拌桩加固软基工艺优化及质量 ［７］ 交通部公路科学研究员．公路冲击碾压应用技术指南 控制［Ｊ］．山西交通科技，２００２（４）：９—１０＋１８． ［Ｍ］．北京：人民交通出版社，２００５． ［３］ 刘司坤．强夯法处理高速公路砂土液化地基的实践与 ［８］ 李廷刚．冲击碾压加固吹填粉细砂地基机理及应用 理论研究［Ｄ］．天津：河北工业大学，２００２． ［Ｊ］．北京科技大学学报，２０１０，３２（４）：５３６—５４２． ［４］ 李卫国，丁万强．井点降水联合低能量强夯技术在软 ［９］ 谭鹏，杨戈，吕奋，等．冲击碾压处理滨海粉细砂地基 土地基处理工程中的应用［Ｊ］．港工技术，２０１０，４７（４）：４９— 试验研究［Ｊ］．同济大学学报（自然科学版），２０１４，４２（２）： ５０．５７． ２６６—２７１． ［５］ 刘嘉，罗彦，张功新，等．井点降水联合强夯法加固饱 ［１Ｏ］ 叶观宝，，陈忠清，等．冲击碾压冲击能量及有效 和淤泥质地基的试验研究［Ｊ］．岩石力学与工程学报，２００９， 加固深度分析［Ｊ］．工程勘察，２０１４（３）：１６—１９． ２８（１１）：２２２２—２２２７． 一５５—
