珊瑚砂地基壓實技術研究

何志遠 蔣恒

摘 要：珊瑚砂由于其顆粒形狀不規則、易破碎、高內摩擦角、高孔隙比等特性，由珊瑚砂材料填筑的地基承載力較差。為研究珊瑚砂地基壓實技術，通過在不同區域地基設置壓實試驗區，對壓實前后地基干密度及承載力進行檢測，結果表明：淺吹填區在振動碾壓20遍或沖擊碾壓45遍，填料平均干密度可設計要求，原有陸域區地基在振動碾壓20遍后干密度基本大于1.65g/cm3;淺吹填區地基在振動碾壓后地基承載力要高于沖擊碾壓的地基，原有陸域區地基承載力指標隨碾壓遍數增加，先上升后再下降現象。

關鍵詞：珊瑚砂;地基;干密度;承載力;壓實

中圖分類號：TU411 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2019）06-0135-02

0 引言

珊瑚砂主要為鈣質砂，是珊瑚礁、死亡的珊瑚和貝殼等被海水沖擊破碎后的碎屑物，化學成分主要為碳酸鈣，其含量達97%以上，在巖土類別中統屬碳酸鹽類土或鈣質土。上世紀70年代人們開始在鈣質土海域進行大規模的石油開發，人們才逐漸注意到鈣質土這種特殊巖土介質本身獨特的工程性質。

目前在鈣質砂作為地基填料的壓實特性方面已取得一定研究進展，如王新志[1]等對南海諸碧礁渴湖的鈣質砂進行室內載荷試驗，得出了鈣質砂的承載力和變形模量隨相對密實度的增大而顯著提高;張家銘[2]分析了鈣質砂一維與等向下的壓縮特性后發現，在低壓階段，壓縮變形主要在于顆粒之間位置重新調整;高壓階段，顆粒破碎對其壓縮特性起控制作用;余以明[3]認為珊瑚砂地基在吹填過程中會形成軟弱夾層，并對振沖壓實后的軟弱夾層的土性進行分析，認為合理布置振沖點位可提高珊瑚砂地基承載力。

1 工程概況

馬累機場是馬爾代夫最重要的國際機場，隨著馬爾代夫旅游資源深度開發及經濟發展，未來幾年客流量將大幅增加，故機場公司擬開展該機場的改擴建工程。機場改擴建過程中，島上建設材料資源有限，且距離大陸較遠，因此決定就地取材，利用島礁上分布的珊瑚碎屑、珊瑚砂等巧質砂的粗細骨料作為地基填筑料。

2 壓實試驗方案

根據地基吹填深度不同，將地基分為原有陸域區及淺吹填區，并在不同區域內設置試驗小區，采用不同碾壓參數對試驗區地基進行壓實，并對壓實前后地基質量進行檢查。淺吹填小區測點布置如圖1，原有陸域的兩個試驗小區測點布置如圖2，其中試驗1區1～6號點所在區域采用振動壓實，7～18號點所在區域采用沖擊壓實，原有陸域均采用振動壓實。

3 試驗結果分析

3.1 干密度試驗

淺吹填試驗區碾壓過程中干密度試驗結果見表1。由表中數據可知：隨碾壓遍數增加，填料干密度持續增大，振動碾壓20遍或沖擊碾壓45遍，填料干密度均值可達設計要求1.60g/cm3，說明振動碾壓的壓實效果比沖擊碾壓好;未處理地基干密度標準差為0.13，沖擊碾壓30遍時干密度標準差為0.06，碾壓至55遍時干密度標準差為0.04，隨沖擊碾壓遍數增加，填料干密度標準差減小，說明地基壓實質量均勻性得到提高。

原有陸域試驗小區壓實過程干密度試驗結果圖3及圖4。經振動壓實處理后，試驗區地基干密度提升較大，試驗二區未處理地基干密度基本小于1.55g/cm3，振動碾壓20遍后干密度基本大于1.65g/cm3，滿足設計要求;試驗三區未處理地基干密度均不大于1.50g/cm3，振動碾壓10遍后地基干密度均大于1.60g/cm3，滿足設計要求。

3.2 承載力試驗

淺吹填區試驗小區承載力試驗結果見表2，振動碾壓及沖擊碾壓處理均可有效提珊瑚砂地基的承載力。振動碾壓及沖擊碾壓處理20遍后地基承載力指標均能滿足設計要求;振動碾壓后的地基承載力比沖擊碾壓處理的地基更高，振動碾壓處理后，地基的變形模量E0、反應模量K0及CBR平均提高335.3%、305.5%及495%，沖擊碾壓處理后，地基的變形模量E0、反應模量K0及CBR平均提高228.3%、207.9%及308.3%。

原有陸域承載力試驗結果見圖5及圖6。承載力指標隨碾壓遍數增加，先上升后再下降現象。振動碾壓30遍時，兩個試驗區均出現承載力指標下降現象，而后隨碾壓遍數增加，承載力指標再上升。這可能是因為松鋪珊瑚砂在壓路機作用下，地基不斷被壓實，承載力增大，而后隨著碾壓遍數的增加，珊瑚砂顆粒被壓碎，導致地基承載力下降，再隨著碾壓遍數增加珊瑚砂顆粒重新排列，不斷密實，地基承載力力增大。

4 結語

（1）淺吹填區地基隨碾壓遍數增加，填料干密度持續增大，振動碾壓20遍或沖擊碾壓45遍，填料干密度均值已到達設計要求1.60g/cm3，隨沖擊碾壓遍數增加，填料干密度標準差減小，地基壓實質量均勻性提高;原有陸域區地基在振動碾壓20遍后干密度均大于1.65g/cm3。

（2）淺吹填區地基在振動碾壓及沖擊碾壓處理后珊瑚砂地基承載力均得到提高，振動碾壓處理的地基承載力比沖擊碾壓處理的地基更高;原有陸域區地基承載力指標隨碾壓遍數增加，出現先上升后再下降現象。

參考文獻

[1] 王新志.南沙群島珊瑚礁工程地質特性及大型工程建設可行性研究[D].中國科學院研究生院（武漢巖土力學研究所），2008.

[2] 張家銘.鈣質砂基本力學性質及顆粒破碎影響研究[D].中國科學院研究生院（武漢巖土力學研究所），2004.

[3] 余以明.珊瑚砂地基軟弱夾層分析及加固措施[J].水運工程，2018（2）：186-188.