前言
我国沿海地区和内陆湖泊和河流谷地分布着大量软弱粘性土。这种土的特点含水量大、压缩性高、强度低、透水性差、很多情况埋藏较深。在软土地基上直接建造建筑物或进行填土时，地基将由于固结和剪切变形会产生很大的沉降和沉降差异，而且沉降的延续时间长，因此有可能影响建筑物的正常使用。另外，由于其强度低，地基承载力和稳定性往往不能满足工程要求而产生地基土破坏。所以这类软土地通常需要采取加固处理，排水固结法就是处理软粘土地基的有效方法之一。
1.排水固结地基处理原理
1.1.传统排水固结处理原理
传统排水固结法是对天然地基，或先在地基设置竖向排水体，然后利用建筑物本身重量分级逐渐加载，或在建筑物建造前在场地先行加载预压，使土体中的孔隙水排出，逐渐固结，地基发生沉降时，同时强度逐渐提高的方法。该法常用于解决软粘土地基的沉降和稳定问题，可使地基的沉降在加载预压期间不致产生过大的沉降和沉降差。同时，可增加地基土的抗剪强度，从而提高地基的承载力和稳定性。
1.2.气动组合冲击排水固结地基处理原理
气动组合冲击排水固结地基处理是排水和强夯相结合的处理方法，气动组合管高效压力排水，综合作用下降低粉质黏土、淤泥质土的含水率，为变能量强夯施工创造可夯性条件，能有效避免形成“橡皮土”及造成夯点周围地基土体隆起破坏，强夯的能量可以有效的向地基土体内传递夯击密实土体，强夯施工形成的夯坑内回填毛石，可形成致密的置换墩体，产生复合地基效果。变能量强夯施工的同时又进一步挤压促进土体孔隙内水排出，排水与强夯如此结合，互相促进，经过三周期降水和三遍强夯后能取得较好的地基处理效果。由于排水能有效降低地下水位至地面 5m 以下，保证了强夯能量向地基土体内传递的效果，施工后工后沉降较小，同时，根据地层差异情况可以针对性的灵活调整布管间距、深度及强夯施工参数，又可以有效控制工后差异沉降。排水与强夯相互结合，互相促进，达到高效处理地基的目的。
2.气动组合冲击排水固结地基处理施工技术特点
2.1 施工工艺流程
2.1.1 施工准备
编制地基处理施工方案并通过监理及建设单位审批，组织相关施工人员进场并熟悉施工作业区域，对作业人员进行作业前的安全交底、技术交底。施工前，应摸清强夯影响范围内是否有地下管线等设施，若有，应进行保护措施。组织项目技术人员对施工图纸相关参数、设计说明、地质勘探报告等进行详细审阅。检查图纸与其各组成部分之间有无矛盾和错误。在几何尺寸、坐标、标高、说明等方面是否一致。与现场情况进行核对，做出详细记录，包括对设计图纸的疑问和有关建议。
2.1.2 清淤回填
施工区域先排水再清淤，植物根茎、腐殖土、淤泥等应清除干净。依次分层回填粘性土至地基处理施工操作面标高，要求分层填筑并碾压密实，每层厚度不大于30cm；整平测量地面高程后再进行气动组合冲击排水固结地基处理。
2.1.3 井点测量定位
采用GPS根据气动组合管平面布置放出区域边角点，打入定位桩，根据桩位拉直线，用皮尺量取各立管位置，用白灰做好标志。
2.1.4 钻孔下管回填虑砂
1.气动组合管外管参数
单管长8米，间距4m×5m，矩形布置；管径φ110mmPE管，外管管壁透水孔径1cm，钻孔10cm×10cm间距，沿管底以上4m范围梅花型布置，用无纺布或100目尼龙滤网包裹。
2.气动组合管内管参数
单管7.5m，管径φ32mmPVC管，插在组合管外管内，管底开口，顶部用橡胶塞固定。
3.气动组合管气管参数
单管长7.0m，管径12mmPU管，管底开口。
4.气动组合管水平管参数
管径φ50mmPVC管，根据组合管排距线性布置。
4.打拔机下管
组合管采用打拔机配套219型钻杆成孔，钻杆中空，长度9m，外径219mm，壁厚20mm，钻孔前先将大套管插入钻杆内，关闭钻杆端部盖板，打拔机将内含大套管的钻杆垂直打入土体内，达到设计深度后提升钻杆，将大套管留在孔内，成孔后立即在井管与孔壁间填充砂石作为滤料，靠地面的顶部范围用粘土回填，并捣实防止漏气。打拔机要将钻杆垂直插入地下，垂直度偏差控制在1%。水位要求降至设计要求，方可进行下道工序施工。
2.2.5 安装抽水系统
插管完成后布设水平管，通过三通接头、钢丝软管将各管与水平管连接，水平管分区汇到集水总管，集水总管再汇入往复式真空排水机组，往复式真空排水机组再连出一条排水软管，将抽出的水排入邻近排水渠。最后再用缠绕膜逐一包裹各个接头，形成密封的管网系统。
2.2.6 试抽水
管网连接完成后，对往复式真空排水机组泵体、密封连接件、管道和控制系统作一次全面细致的检查，合格后进行试抽水，直到外管排出的水由混变清，达到正常出水量。试抽水满足要求后进入第一周期排水。
2.2.7 降水、强夯
1.降水
地基处理累计降水三周期，强夯三遍（两遍点夯，一遍满夯），每周期降水后进行一遍强夯。
1.2.第一周期降水5～7天，待场地地下水位降至地面以下2.5m后进行第一遍点夯；
1.3.第二周期降水6～8天，待场地地下水位降至地面以下 4.5m，且第一遍点夯产生的超孔隙水压力消散80%以上后进行第二遍点夯；
1.4.第三周期要求第二遍点夯产生的超孔隙水压力消散70%以上后进行第三遍满夯。
2.加压
2.1.第一周期降水过程中采用真空降水，日常加强地下水位观测，在预定的降水周期内，若地下水位降幅速率偏低，不满足要求，需提前增加增压措施。
2.2.各周期降水开始同步采取气动增压措施，增压采用空压机间接性施压，促进排水，增压施加恒压不低于0.4MPa。
2.3.第三周期降水结束，根据强夯施工进度分区域渐进式降压，即强夯将施工的数排区域一次性降压到常压，跳排拔除气动组合管后进行满夯施工，强夯施工暂未影响到的区域要持续保持间接性施压。
3.点夯施工参数
3.1.第一遍强夯夯点按5m×5m间距正方形布置，能量1800～2000kN.m，每点4～6击，具体参数应根据现场试夯情况确定。
3.2.一遍强夯后夯点点位如出水必须立即清除干净、对夯坑进行回填整平。
3.3.第二遍强夯夯点5m×5m间距正方形布置，能量2000～2300kN.m，与第一遍夯点呈正方形布置，每点4～6击。
4.普夯施工参数
场地经过点夯初平后，进行满夯，满夯1/4锤搭接，夯一遍，能量800～1200KN.m，每点1～2 击，最后测量高程。局部特殊区域可根据情况调整，管加密，夯击次数增加。
3 质量控制要点
放夯点轴线前，技术人员应对控制点严格检查无误后，进行放线定位。为使夯点中心准确，其中心用10cm长木桩（或竹片）定位，再撒上白灰，并以锤底为半径画上白圈，确保夯锤就位准确；施工中要保证每点的夯击能量及夯击击数，设专职施工人员进行施工记录。记录员要特别监督检查夯锤的落距和夯击数；施工时吊车应保持平稳和垂直，夯位准确，施工过程中如发生偏锤，应重新对点，出现歪锤时应分析原因并及时调正，坑底填平后才能继续施工；
4 结语
气动组合冲击排水固结地基处理工法相对工期短，完成单个分区的施工周期一般为20~25天，相对传统的地基处理工法，工期能节40%左右；采用物理原理进行地基处理，无需添加任何化学固化类材料，对环境无污染，符合环保要求；处理效果好，施工灵活。可根据场地地质条件，通过调整组合管管距、延长排水周期、增大加压气压、增大强夯能量、增加强夯击数等一种或几种措施，进行针对性的施工，对软土地基进行多周期排水和多遍点夯处理后，地层发生了明显的固结沉降，处理效果显著，经工后检测，地基处理结果满足设计要求。