3.2 “快速”的机理


通过调整真空管的间距、真空度、时间等， 控制软土中的孔隙水消散时间，使得原规 范中的软土孔隙水自然消散时间从3-4周 缩短为5-7天。 一般工程设计中采用3-4遍“高真空击密 法”，施工总时间仅为21-28天。
3.3 施工参数的控制
工后沉降的控制： 通过调整地基处理深度，“高真空击密”处理 遍数等施工参数，有效控制每一区域的施工沉 降，从而使工后沉降满足设计要求 差异沉降的控制： 将施工区域按差异沉降的精度要求划分若干施 工小区，不同地质的小区通过控制采用不同施 工参数，控制处理范围内软土的差异沉降，使 得工后的差异沉降满足设计要求
“宁波北仑港三期二阶段工程地基处理采用了先进的 高真空击密法，具有投资省、工期短、质量可靠等特 点”。 宁波北仑港软地基高真空击密法处理工程被评为宁波 港第三届科技进步一等奖。

！宁波北仑港四期、五期、煤码头继续采用快 速“高真空击密法”
4.3
常熟兴华港二、三期
常熟兴华港 地质情况



表层吹填粉细砂，层厚为1~3m； 第二层粘土及粉质粘土，平均层厚~2m； 第三层为淤泥及淤泥质土，该层分布较不 均匀，层厚变化较大，层厚在0~6m之间 变化，夹有粉砂层，属高压缩性的软土； 第四层为粉细砂。
青岛大炼油工程 处理要求



由于本场地①层素填土和②层粉土属软弱土层， 且在抗震设防烈度为7度的情况下属液化土层， 不能直接做为待力层，为了满足设计要求，本 场地采用快速“高真空击密法”进行地基预处 路，地基处理要求如下： 1．①层素填土地基承载力特征值≥150kPa， Es>10MPa；②层粉土地基承载力特征值 ≥120kPa，Es>8MPa。 2．地基处理后①层或②层消除液化。
青岛大炼油工程 检测结论



本场地在最大检测揭露深度8.2m范围内的地层， 表层为素填土，上部为第四系全新统海相沉积的 粉土层及上更新统花岗岩残坡积土，下部为燕山 期花岗岩。 经过高真空击密预处理后，场地第①层素填土承 载力特征值达到150kPa,第②层粉土承载力特征值 为120kPa;压缩模量建议值Es为8.0MPa. 如本场地按7度进行抗震设防，设计基本地震加速 度值按0.1g，设计地震分组按第一组考虑，地基 经“高真空击密”预处理后，本场地第②层粉土 不具有液化潜势，场地为非液化场地。
4.5
上海化工区（粉土）“高真空击密”与振冲 碎石桩效果比较
常熟兴华港 吹填砂加固前后的地基承载力
p /kPa 0 0 150 300 450 600
s /mm
-20 -40 -60 加固前 加固后
常熟兴华港 局部加固效果较差区域重新加固前后
常熟兴华港 “高真空击密”二遍、三遍加固效果前后对比
常熟兴华港 高真空击密处理后标贯试验
常熟兴华港 业主评价
20.80 38.82
43.03 59.80
– 30.2
11 9
13 12
4.24 5.58
4.99 3.81
8.19 7.35
8.68 8.38
46.50 45.50
56.93 90
64.77 62.66
66.25 65.26
35.7 45.1
17.8 25.6
竞标方案三
竞标方案四 竞标方案五 竞标方案六 竞标方案七
四、工程实例
①
② ③ ④ ⑤
上海浦东国际机场二号跑道 宁波北仑港三期 常熟兴华港二、三期 青岛大炼油工程 上海化工区（粉土）“高真空击密”与 振冲碎石桩效果比较
4.1
上海浦东国际机场二号跑道
上海浦东国际机场二号跑道 地质情况
1.
2. 3. 4. 5.
6.
吹填砂：层厚2m左右，砂质相对密实，含泥量较高 褐黄色粉质粘土：层厚0.25～2.70 m，呈可塑～软塑状 态，含铁锰结核及侵染锈点，属中压缩性土。 灰色粘质粉土：层厚0.60～5.90 m，呈饱和、稍密状态， 土质极不均匀，属中压缩性土。 灰色砂质粉土：层厚1.00～9.10 m，呈饱和、稍密状态， 土质极不均匀，夹杂粘土，属中压缩性土。 灰色淤泥质粉质粘土：一般层厚5.0m左右，呈饱和、流 塑状态，土质分布不均，夹有砂质粉土，属高压缩性土。 灰色淤泥质粘土：一般层厚11.0m左右，呈饱和、流塑状 态，夹有薄层粉细砂。土质比较均匀，粘性大，孔隙比 大，含水量高，属高压缩性土。
十二个月
•施工沉降55.7cm •工后沉降10cm •比一号跑道节约
1.2亿元 •工期：四个月
上海浦东国际机场二号跑道施工现场 （111万㎡）
上海浦东国际机场二号跑道 反馈

上海机场网站(05年3月17日）： 报道本工程建设创造了国内“七个第一”，其中之一 国内第一条成功采用高真空击密法
新闻晨报网站(05年3月18日）： 浦东国际机场跑道地基处理国内首次采用高真空降水 ＋强夯，大大超过了设计要求，节约资金1.2亿元
10
13
3.90
3.85
8.55
8.83
47.80
61.32
65.75
71.73
23.6
55.1
综上所述，竞标方案七（快速“高真空击密法”)综合指标最佳
上海浦东国际机场二号跑道 与一号跑道处理效果对比

一号跑道：加道碴强 夯法

二号跑道：高真空击 密法
•施工沉降35cm •工后沉降30cm •造价高 •工期
上海浦东国际机场二号跑道 七种方法处理前后对比
实验 分区 加固前数据 竞标方案一 竞标方案二 6m内标准贯 入击数(击) 6m内静力触 探Ps(MPa) CBR (MPa) 地基反应模量 K(MPa/m3) 地基回弹模量 E0(MPa/m3) 施工总沉降 (cm)
6 12
2.33 3.60
0.89 6.71
软地基处理新技术
上海港湾软地基处理设计研究所 同济大学地下建筑与工程系
一、现有的软地基处理技术

复合地基法：水泥土搅拌桩、粉喷桩、碎 石桩等；
• 优点：承载力高、变形小、稳定快 • 缺点：造价高

强夯法；
• 优点：设备简易、施工方便、工期相对较短、
•
节省材料、造价较低 缺点：饱和软土质量不可控，易形成弹簧土
s /mm
03年宁波北仑港三期二种地基处理方法 主要成果对比
一区(50万㎡) 二区(46万㎡)
处理方法
施工沉降 施工工期 两年内工后总沉降量
快速“高真空击密法” 塑料排水板+堆载预压
约60cm 4个月 14cm 约44cm 10个月 31cm
宁波北仑港 反馈

宁波港网站(04年7月23日）视频和文字报道：
2.2 快速“高真空击密法”的设计要素



采用特制的高真空系统强制调整土体的含水量，控制需处 理的土体逐步接近最优含水量； 在需处理土体分遍逐步接近最优含水量的同时，采用特制 的大型击密设备分遍击密需处理的土体，逐步接近最大密 实度； 根据处理土体的自振频率，调整击振频率； 正确计算被处理土体超空隙水压力的消散时间，合理确定 土体每遍击密的固结恢复时间，严防“弹簧土”的形成 根据不同土体的渗透系数、含水量，分层多遍强制调整各 层的真空度、真空气、平衡参数； 根据地基的处理深度要求，正确计算各层不同土体击密所 需的击振能量。
一期工程：


二期工程


粉喷桩复合地基 质量无法保证 造价高
高真空击密法 施工质量好 造价比一期节约100 元/㎡
！三期工程继续使用高真空击密法，效果良好
4.4
青岛大炼油工程
青岛大炼油工程 地质情况


①-1素填土：主要回填粘性土、砂；层 厚1.5m-3.2m； ②-1细砂：深灰色-灰色，松散。饱和， 含有较多淤泥质；厚度0.4-2.3m； ②粉土：灰色，松散-稍密，饱和，层厚 4.4-7.9m ③-1粉质粘土：可塑-硬塑，层厚2.6-9.4 米
2.1 快速“高真空击密法”的理论创新



“压力差主动排水”：人为多次制造“压差”，即利用适当 的能量击密产生的超静孔隙水压力为“正压”，然后同步 插入高真空管产生“负压”，“正压”和“负压”形成可 大于一个大气压的“压差”，进而可以达到低渗透软土含 水量逐步降低的目的。 “超固结硬壳层”： 由于“高真空＋大能量击密”多次相 互作用（等效静压力可达300-500MPa），使软土表层形成 “超固结硬壳层”，经应力扩散能较好的增大地基的抗变 形能力。 “硬壳层作用下不留排水通道工后沉降估算”：通过大量 的科研和实践证明，由于高真空击密施工后不留排水通道， 工后沉降的速率和工后沉降量将明显小于常规计算。
处理前地面状况
处理后地面状况
处理后开挖沟槽情况
北仑港 粉煤灰加固前后的ps曲线
Ps/MPa 4.00 加固前 加一遍高能量 加固后 8.00
2 4 6 8 10
z/m
大面积加固后的静载试验
p /kPa 0 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 100 200 300 1＃ 2＃ 3＃ 4＃ 5＃ 6＃ 7＃ 8＃
3.4 超固结硬壳层

在“高真空击密”作用下，通过控制“高 真空”施工遍数，逐步增大击密的能量， 使软土表层形成一个超固结的“硬壳层”， 大幅度增加应力扩散角，大大增加地基的 抗变形能力。
3.7 硬壳层作用下无排水通道工后沉降 估算

采用“高真空击密法”施工，用真空管取 代塑料排水板。由于施工结束时拔除真空 管，所以施工结束后不留排水通道。不留 排水通道的工后沉降与排水固结法工后沉 降的修正系数为α （0.3< α <0.8）
3.1-1 高真空+多遍击密下土应力的变化