疏浚吹填砂地基處理施工技術(shù)

明廷濤 王金龍

(1.中交二航局第一工程有限公司,湖北 武漢 430012; 2.中交二航局成都城市建設(shè)工程有限公司,四川 成都 610094)

疏浚吹填砂地基處理施工技術(shù)

明廷濤1王金龍2

(1.中交二航局第一工程有限公司,湖北 武漢 430012; 2.中交二航局成都城市建設(shè)工程有限公司,四川 成都 610094)

以沙特沙巴大橋人工島項目工程地基處理為案例，針對圍海吹填造地工程地基承載力不足的問題，分析并闡述了不同區(qū)域條件下選用的地基處理方案，達到了地基承載能力顯著提高的效果，為類似疏浚吹填砂地基處理方法的選擇提供一定參考。

吹填砂,地基處理,強夯法,振沖密實法,堆載預(yù)壓法

0 引言

在圍海造陸、人造海島等工程中，通常采用疏浚吹填砂作為填料，其上再布置建筑設(shè)施。由疏浚吹填砂及其下海床可能存在的淤泥和淤泥質(zhì)土組成的地基，具有高壓縮屬性，會導(dǎo)致地基承載能力不足。因此，必須對其進行一定的處理，以滿足地基承載力的要求。以沙特沙巴大橋人工島項目工程(以下稱沙巴人工島項目)為例，根據(jù)不同區(qū)域地質(zhì)情況和條件，采用強夯、振沖密實以及與堆載預(yù)壓相結(jié)合的方法，對疏浚吹填砂地基進行地基加固處理。

1 工程概況

沙巴人工島項目是在沙特與巴林連接通道的2號路堤處修建一個80.4萬m2的人工島。在2號路堤兩側(cè)完成吹填后，對人工島進行護岸施工，最后對吹填砂地基進行地基處理。人工島所處海床底標(biāo)高-1 m～-2.5 m，吹填砂頂標(biāo)高為+3.4 m～+7.2 m。考慮到碳含量對地基承載力的影響[1]，地基承載力要求為CPT強度值不小于5 MPa。

在吹填施工前，對人工島所在區(qū)域進行地質(zhì)勘探。根據(jù)地質(zhì)勘探報告，將人工島的淤泥分布情況繪制成淤泥分布等高線。取樣實驗室分析獲得的細(xì)顆粒為中塑性粉砂。

2 方案選擇

針對沙巴人工島結(jié)構(gòu)、所處位置以及地質(zhì)等特點，劃分不同區(qū)域(如圖1所示)并制定了三種不同的施工方案，如表1所示。

表1 不同區(qū)域施工方案

3 施工工藝

3.1 不加填料振沖密實法

1)不加填料振沖密實法加固機理。

不加填料振沖密實法是指在振沖器水平振動和高壓水的共同作用下，周圍砂粒自行塌入孔內(nèi)，使松砂層振密[2]，如圖2所示。

2)機具設(shè)備。

采用的振沖器性能參數(shù)見表2。

表2 振沖器性能參數(shù)表

將兩臺振沖器進行組合，經(jīng)振沖試驗，振沖器中心距確定為3.5 m。

吊車采用80 t履帶吊，320 kW發(fā)電機。

3)施工工藝流程。

定位→成孔→推砂填平→振密→邊提邊上料邊振密→成樁。

定位：布樁形式采用等邊三角形、測量放線插木棍定位編號。

成孔：振沖器頭對準(zhǔn)樁位，啟動高壓水泵，出口水壓控制在400 kPa～600 kPa之間，下沉速度控制在8 m/min～10 m/min之間下沉。

推砂填平：待振沖器達到設(shè)計處理深度后，用鏟車將周邊吹填砂將振沖器所在的凹處填平，在自身重力和水力帶動下沉至孔底。

振密：振沖器留振時間為30 s～40 s，每次提振高度為0.5 m，并控制密實電流。邊提振邊推砂填平。

成樁：待以上工藝提升到樁頂設(shè)計標(biāo)高后，轉(zhuǎn)下一樁號。

4)操作要點。

造孔過程中下沉速度要快，一般控制在8 m/min～10 m/min為宜，以免造孔過程中坍塌的砂料將振沖器保住；振沖加密施工沿直線逐點進行；在導(dǎo)管上每隔0.5 m焊上小鋼筋條作為刻度，以方便現(xiàn)場對提振高度進行控制。

3.2 強夯法

1)強夯法加固機理。

利用重錘強大的沖擊能，迫使深層土液化和動力固結(jié)，使土體密實，從而提高地基承載力并減小沉降[2]。

2)機具設(shè)備。

夯錘：采用裝配式鋼夯錘，組合成20 t夯錘，夯錘直徑2 200 mm。

吊車：120 t履帶式起重吊車，裝配有不脫鉤裝置。

3)施工工藝流程。

施工準(zhǔn)備→測量場地高程→夯機就位→第一遍主夯→下一個夯點→推平復(fù)夯→滿夯→測量夯后高程。

施工準(zhǔn)備：在試夯完成后，清理并平整施工場地，并用木棍做定位編號。夯點間間距為5 m。

測量場地高程：測量強夯區(qū)域夯前地面高程。

夯機就位：起重機就位，夯錘中心置于夯點位置。

第一遍主夯：將夯錘起吊到20 m高度，開啟裝置讓夯錘自由下落后，測量錘頂高程并做記錄，重復(fù)夯擊10次，完成第一遍夯擊。

下一個夯點：重復(fù)上一個夯點夯擊動作。

推平第二遍復(fù)夯：用推土機或者裝載機將場地平整，按照復(fù)夯點位布置，進行第二遍復(fù)夯。

滿夯：將夯錘起吊10 m，滿夯擊數(shù)6擊，滿夯后的地表進行機械碾壓，滿足地基土最大干密度95%以上。

4)施工注意事項。

施工前查明場地范圍內(nèi)無任何地下構(gòu)筑物和各種地下管線和光纜；在現(xiàn)有2號路堤上每隔20 m設(shè)置一個監(jiān)測點，監(jiān)測強夯時路堤位移和震動情況；每次強夯作業(yè)開始前，檢查起重機各部位是否正常，尤其是鋼絲繩的檢查。

3.3 堆載預(yù)壓法

針對區(qū)域A存在淤泥的情況，首先采用疏浚船進行清淤以后，然后進行疏浚吹填施工。之后，采用不加填料振沖密實法進行地基處理后，其上堆載10 m高的吹填砂進行堆載預(yù)壓。預(yù)壓時間為6個月，其上設(shè)置6個沉降觀測點對地基沉降進行觀測。

4 地基處理后的檢測

采用靜力觸探法對地基處理后的效果進行檢測，共計取點324個。筆者對比324個CPT值得出：

1)在B區(qū)域，經(jīng)強夯后，在砂層表面以下3 m～4 m部分地基承載力得到顯著提升；

2)在A區(qū)和C區(qū)，CPT值普遍較高；

3)個別點CPT值數(shù)值突變，表明部分砂層含有夾泥層，但夾泥層厚度很小；

4)無論采取哪種方法，均達到了CPT值大于5 MPa的要求。

5 結(jié)語

沙巴人工島項目針對不同的地質(zhì)和制約因素，采用了不同的地基處理施工工藝，顯著提高了地基承載力，達到了滿意的效果，同時也為其他吹填砂地基處理工程提供了借鑒和參考。筆者指出，在進行大面積地基處理施工前，有必要針對不同的制約因素和場地情況，綜合考量經(jīng)濟效益、加固效果、使用條件等，最終選擇合理的施工方案。

[1] W.J.Wehr.Influence of the Carbonate Content of Sand on Vibro-Compaction[A].6th International Conference on Ground Improvement Techniques[C].2005.

[2] 王恩遠(yuǎn)，吳邁.實用地基處理[M]．北京:中國建筑工業(yè)出版社,2014:40,120.

Constructiontechnologyofsoilimprovementfordredger-reclaimedsand

MingTingtao1WangJinlong2

(1.TheFirstConstructionCompanyofCCCCSecondHarborEngineeringCo.,Ltd,Wuhan430012,China;2.CCCCSHECChengduUrbanConstructionEngineeringCo.,Ltd,Chengdu610094,China)

To solve the problem of insufficient of bearing capacity of ground for the dredger-reclaimed sand in the reclaimed projects, the Saudi King Fhad Causeway Island-A Project is taken as an example in this paper. After analysing different zones and conditions in project, different methodologies of soil improvement used is elaborated in this paper, and remarkable effect of bearing capacity improvement is achieved, which also can be a reference for the similar project.

dredger-reclaimed sand, soil improvement, dynamic compaction, vibro compaction， surcharge preloading

2017-10-03

明廷濤(1984- )，男，工程師; 王金龍(1985- ),男，工程師

1009-6825(2017)35-0063-02

TU472

A