挖溝+翻曬+強夯聯(lián)合工藝在軟基處理中的應用

馬文秀+葛玉祥+李森林+焦永偉

摘要：文章以吹填場地進行場地預處理為例，針對該場地特點，通過多種可行方案的優(yōu)選最終采用了挖溝+翻曬+強夯的綜合施工工藝，經第三方工后檢測表明，達到了預處理的目的，效果良好。通過該項目的成功實施，此種綜合施工工藝在大部分吹填場地進行淺層預處理是可行的，它不僅節(jié)約了工期，還能節(jié)省工程造價，場地適宜時值得引薦并推廣。

關鍵詞：吹填區(qū)預處理；挖溝；翻曬；強夯；軟基處理 文獻標識碼：A

中圖分類號：U213 文章編號：1009-2374（2016）32-0109-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.32.054

目前關于軟土地基處理的方法主要有換填法、拋石擠淤法、爆破擠淤法、堆載預壓法、化學加固法等，每種方法均有各自的使用條件及優(yōu)缺點；而針對新近吹填的圍海造地場地的預處理而言，結合吹填場地的特點又可采用強夯法、真空排水固結法、動靜力排水固結法及排水聯(lián)合振沖法等多種方法。基于軟基處理的方法多種多樣，達到同樣的地基處理目的可能同時有多種方法，但不同的方法所用的工期和產生的費用差異巨大。鑒于此，針對某一特定場地而言，確定選擇最佳的地基處理方案尤為關鍵，尤其是工程量較大時，最佳方案不僅能節(jié)約時間，而且還能產生巨大的經濟效益。本文以“京冀曹妃甸協(xié)同發(fā)展示范區(qū)某項目”的場地的淺層預處理為例，通過方案對比，確定了適合該場地的最優(yōu)預處理方案為挖溝+翻曬+強夯的綜合施工工藝，為本項目節(jié)約投資近三千萬元，節(jié)約工期三個月以上。

1 工程概況

京冀曹妃甸協(xié)同發(fā)展示范區(qū)（產業(yè)先行啟動區(qū)）位于曹妃店工業(yè)區(qū)北區(qū)，實際土地整理面積為189.14萬m2，根據(jù)地勘資料將本工程劃分為A、B、C三個區(qū)域，其中A區(qū)淺層土質以淤泥為主，含少量砂質，厚度0.7～4m，含水量高，面積為33.04萬m2；B區(qū)土質差異性較大，吹填土、淤泥質土和粉土在區(qū)域內呈不規(guī)則分布，面積約62.97萬m2（其中B1區(qū)淺層為淤泥，層厚1～5m，面積約20.99萬m2，其他區(qū)域為B2區(qū)）；C區(qū)淺層主要為吹填土，土質較好，但地下水位較高，面積約為93.13萬m2。

按業(yè)主要求，場地預處理后平均標高為4.5m，地基承載力特征值fak≥60kPa，設計單位對不滿足該要求的區(qū)域擬采用真空預壓或明排聯(lián)合振沖法來處理。

2 工程地質及水文地質條件

2.1 工程地質條件

根據(jù)勘察資料，場地地基土主要由第四紀全新世海相沉積和第四紀上更新世海陸交互沉積的黏性土、粉土、砂類土和人工吹填土所組成，其中淺部地層巖性如下：

人工吹填土①層：主要為場區(qū)內圍海造地吹填形成的，灰褐～褐色，成分以粉土、細砂為主，含貝殼碎片，松散-稍密，普遍分布，層厚1.0～5.0m，地基承載力特征值為70kPa。

淤泥②層：灰-灰黑色，流塑，飽和，含有機質，貝殼碎片，有腥臭味，局部可見灰綠色的條紋，普遍分布，層厚0.9～6.0m，地基承載力特征值為30kPa。

粉土②1層：灰-灰黑色，飽和，含有機質，貝殼碎片，有腥臭味，局部可見灰綠色的條紋。松散，普遍分布，層厚1.0～5.0m，地基承載力特征值為90kPa。

2.2 水文地質條件

本場地在吹填之前被海水淹沒，經吹填使地面抬高，地下水位埋深為0.5～1.3m，標高為2.25～6.21m。

3 施工方案的確定

根據(jù)勘察資料及處理目的，該場地進行預處理主要是提高②層淤泥層的力學性能，以滿足項目的進場條件?；诖?，設計院提出了真空預壓、固化及明溝排水聯(lián)合振沖等方案，這些方案雖工藝可行，但工期長、造價高。我公司借鑒曹妃甸類似場地的成功經驗，依靠對吹填區(qū)域淤泥層處理技巧的掌握，提出該場地條件下進行預處理的最佳方案應為“挖溝+翻曬+強夯”的綜合施工工藝。經多次論證，由于該方案造價低、工期短、優(yōu)勢明顯，且有成功案例，最終被采納并實施。以下針對A區(qū)進行詳述施工過程，其他區(qū)略。

4 施工工藝及有關技術要求

4.1 施工工藝

“挖溝+翻曬+強夯”聯(lián)合工藝的主要施工順序為：開挖明溝降排水→開挖堆堆翻曬→根據(jù)現(xiàn)場實際情況，場地標高較低或淤泥含量較高時需局部回填砂→平整場地（回填次溝、主溝不回填）→強夯點夯兩遍，滿夯一遍→場區(qū)內主溝回填并強夯，平整場地、碾壓。

4.2 有關技術要求

4.2.1 明溝開挖、降水。

第一，水溝開挖的技術參數(shù)：主溝：間距40m，深度2.5m，坡度1∶1.5，底寬1.5m；次溝：間距20m，深度2.0m，坡度1∶10，底寬1.0m。

第二，降水、翻曬：（1）在場地四周開挖的主排水溝與河道連接，并向河道方向形成一定的坡度，以便于地基土中排出的地下水順坡自流；（2）在場地內主溝之間開挖次溝，使之與主溝相互貫通，形成引水通道，通過引水通道流入主排水溝，同時加強排水溝及引水通道的及時清淤工作；（3）積水嚴重區(qū)域可采用人工和機械組合方法，開挖深集水坑，使用抽水泵持續(xù)將集水坑中的積水通過排水溝強排出場區(qū)，避免積水因地勢原因回流或浸泡四周地基土；（4）主次溝開挖后，為節(jié)約工期，提高地下水的排水效果，淤泥區(qū)域的溝間土采取挖土晾曬以加強場地表層土的水分蒸發(fā)，翻曬3遍，每遍翻曬一周以上。

4.2.2 局部回填砂。場地內局部淤泥含量較高時，需回填粉砂、粉細砂，厚度不應小于0.5m，不含植物殘體、垃圾等雜質且含泥量不得超過5%。

4.2.3 地基強夯。

第一，施工參數(shù)。

點夯：間距：6m×6m；四個點夾一個點形成梅花型布置；夯擊遍數(shù)：點夯兩遍，夯擊能：2000kN·m；夯擊擊數(shù)：第一遍點夯3～5擊，第二遍點夯5～8擊。

滿夯：夯擊能1000kN·m，一遍一擊，錘印搭接1/4錘底面積；每遍間隔時間暫定為3天（視孔隙水消散情況調整）。

第二，強夯工藝流程。①清理并平整場地→②標出第一遍夯點位置并測量場地高程→③起重機就位，夯錘置于夯點位置→④測量夯前錘頂高程→⑤起吊夯錘到預定高度，開啟脫鉤裝置，待夯錘脫鉤自由下落后放下吊鉤，測量錘頂高程→⑥重復第⑤步驟，按設計規(guī)定的夯擊次數(shù)及收錘標準，完成一個夯點的夯擊→⑦換夯點，重復第③～⑥步驟→⑧用推土機將夯坑填平，并測量場地高程→⑨在滿足遍夯間歇時間后，按上述步驟逐次完成全部夯擊遍數(shù)，并測量夯后場地高程。

4.2.4 振動碾壓。振動壓路機穩(wěn)壓1遍，振動碾壓3～4遍，壓路機一個來回為一遍，每遍碾壓間隔時間不小于4小時，碾壓搭接寬度不小于30cm，相鄰碾壓遍間采用正交行駛方向交錯碾壓。采用振動壓路機最大激振力不小于340kN，振動頻率為28～35Hz。

5 完成的主要工作量

本工程施工范圍包括溝槽開挖、機械翻曬、強夯、機械碾壓、排水、降水、挖一般土方、回填方、場地移交、施工現(xiàn)場清理等。包括為完成上述工作所采取的一切措施。本工程工作量如表1所示：

6 質量控制要點

（1）施工前，首先對甲方提供的坐標點進行復測，同時平整場地并測量地面標高，然后定位放線；（2）所有施工設備進場前先進行檢驗、檢測，確保設備進場后能馬上投入施工，以免影響后續(xù)施工計劃；（3）及時掌握現(xiàn)場施工進度，按業(yè)主要求及時增減施工設備；（4）溝槽開挖嚴格按設計的尺寸，有坍塌、堵塞情況出現(xiàn)時及時進行清理，保證溝槽的貫通及時排出積水；（5）翻曬的深度和遍數(shù)要達到設計的要求，多方面搜集氣象資料并做好預報，避開雨天施工；（6）配備充足的備用排水設備，以保證達到場地的排水、降水要求，將場地內的水及時排出。設備出現(xiàn)故障及時維修并安置備用設備，保證正常施工；（7）碾壓設備型號及碾壓次數(shù)要達到設計要求，保證碾壓后場地平整；（8）回填方施工時，保證將淤泥全部挖除，確?；靥盍系馁|量達到要求；（9）強夯時將夯錘起吊至預定高度后脫錘，夯擊地面，測量錘頂面標高，計算單擊夯沉量，如此反復，當達到設計夯擊數(shù)及最后兩擊平均夯沉量滿足規(guī)范及設計要求后，方可移機；（10）滿夯施工時，嚴格控制夯擊數(shù)、保證夯錘落距和夯印搭接≥1/4錘底面積。

7 工程檢測

施工結束以后，建設單位委托具備檢測資質的第三方對項目進行了工后檢測，測試方法包括靜載荷試驗、重型動力觸探、標準貫入試驗等手段，試驗數(shù)量滿足規(guī)范要求，試驗結果均滿足了設計要求，達到了預處理目的。

8 結語

本項目進行的場地預處理，主要是針對吹填造陸時產生的淤泥特性，采用了挖溝+翻曬+強夯的綜合施工工藝，處理后地基承載力大于60kPa，滿足了進場需要。由于該工藝的核心是排水，即采取各種措施擠出淤泥里面的水，無論明排、晾曬還是強夯均以此為目的，只要水能出來，問題就能解決。因此，該工藝的唯一缺陷就是受天氣影響很大，施工期應盡量避開雨季，除此之外較其他方法具明顯優(yōu)勢，操作簡單、工期短、造價低是其典型特征。

作者簡介：馬文秀（1985-），男，河北保定人，中勘冶金勘察設計研究院有限責任公司助理工程師，研究方向：巖土工程方面的地基處理施工；葛玉祥（1979-），男，河北保定人，中勘冶金勘察設計研究院有限責任公司高級工程師，注冊巖土工程師，一級建造師，研究方向：巖土工程方面的勘察、設計、施工。

（責任編輯：小 燕）