项目名称：大面积深厚软弱土加固处理技术创新与工程应用

项目完成人：刘松玉、章定文、杜广印、唐彤芝、杨泳、金亚伟、

关云飞、程  远、韩文君、蔡国军、徐锴

完成单位：东南大学、水利部交通运输部国家能源局南京水利科学研究院、江苏鑫泰岩土科技有限公司、江苏盛泰建设工程有限公司

奖励等级：江苏省科技进步一等奖（2019年）

项目简介：我国东南沿海沿江地区经济发达，高速交通和城市化建设日新月异，然而这些地区广泛分布深厚软土地基和地震液化地基，其变形控制和抗震设计是各类土木工程建设面临的关键技术难题。已有地基处理技术规范主要满足软土厚度小于20m左右、可液化砂土厚度小于10m左右的软弱土处理，对于深厚软弱土，现有设计主要采用桩基工程，造价高昂，难以大面积推广。该项目发明了基于气压劈裂原理的新型高效真空预压法和共振密实法加固深厚软弱土的系列技术，形成了我国原创地基处理技术。主要创新成果如下：

一、发明了劈裂真空法加固深厚软土的技术，自主研发了施工装备和工艺，建立了设计方法，形成了国家级工法

针对传统真空预压法加固深度浅、工期长的技术瓶颈，创造性地设置土体深部高压气体喷射系统，通过高压气体使土体产生气压劈裂快速增大土体渗透性并提高真空度传递效率，形成加固深厚软土地基的气压劈裂真空预压法（简称劈裂真空法）。

研究揭示了土体气压劈裂机理，建立了裂隙扩展、劈裂效应和和固结变形分析计算方法；自主研发了高压气体喷射装置等施工装备；总结建立了劈裂真空法的设计方法和施工质量控制体系，形成了我国原创的深厚软土处理新技术。该技术加固软土深度可达35m,工期可缩短1/3。

二、自主研发了“不倒翁”真空中继系统和和免垫层真通式快速真空预压技术，突破了大面积软土处理技术的瓶颈

针对大面积软土处理真空度长距离传递损失快、效率低的问题，在传统真空预压法的基础上，创造性地研发出“不倒翁”真空中继系统，使真空度在水平方向可以快速长距离高效传递；自主研发了免垫层直通式排水技术和泥水高效分离式排水板，同时利用气压进行水力驱动和气动防於堵，使真空度向深部快速传递并加快地基固结。该技术使单泵真空预压处理面积超过20000m2,效率比传统方法提高了10倍以上，能耗降低50%以上，工期可缩短1/3。

三、发明了共振密实法加固地震液化地基的技术，自主研发了施工装备和工艺，建立了设计方法，形成了国家级工法

针对已有地震液化地基处理深度浅、环境影响大、造价高等问题，发明了十字形振动翼共振法加固液化地基的技术。该技术采用振动器将振动翼沉入土中，通过调整振动器的频率使土-振动翼系统产生共振，实现砂土颗粒重新排序致密的目标。

建立了基于能量耗散原理共振密实法设计分析方法，给出了振动频率、振动时间、振点间距的计算确定方法；自主研发了十字形振动翼、质量监控系统等施工装备；主编了国家级工法和技术规程。该技术加固液化地基深度可达25m，且工期缩短1/2，造价节省40%左右。

本项目已获得10项国家发明专利和12项其他知识产权授权，发表SCI/EI检索论文78篇，出版专著2部，获2项国家级工法，编制了二部江苏省地方标准。河海大学吴中如院士等组成的鉴定委员会认为该项目技术总体处于国际领先水平。该系列技术已经在京沪高速拓宽工程、连云港港30万吨航道工程、江苏宿新高速、连云港徐圩新区等工程中得到了大量应用，产生了重大经济和社会效益。