基于設(shè)計(jì)地面高程的吹砂造陸沉降分析

馮國(guó)杰

摘 要：按照吹砂造陸地基沉降完畢后滿足地面高程設(shè)計(jì)要求的原則，提出了一種考慮沉降土方荷載的吹砂造陸地基沉降計(jì)算方法。算例表明，如果進(jìn)行地基處理，為降低工程費(fèi)用，計(jì)算吹砂厚度宜考慮吹砂造陸地基沉降。

關(guān)鍵詞：吹填 沉降 地基處理

1.引言

由于土地資源的稀缺，為緩解經(jīng)濟(jì)發(fā)展中建設(shè)用地不足矛盾，在我國(guó)沿海許多地區(qū)悄然流行。據(jù)國(guó)家有關(guān)部門(mén)統(tǒng)計(jì)，從2002年至2010年，我國(guó)圍填海總面積從20平方公里快速增加到534平方公里。沿海各省市的“十二五”規(guī)劃中，均有圍海填海的計(jì)劃。福建、廣東等沿海省份不少吹填造陸工程是吹砂形成陸地。例如湛江東海島吹填造陸工程大部分區(qū)域吹填土為中砂或粉砂，局部區(qū)域?yàn)轲ば酝粱蛄髂?。吹砂造陸工程沉降完畢后，包括面層結(jié)構(gòu)在內(nèi)的地面高程應(yīng)滿足建設(shè)單位或規(guī)劃部門(mén)要求（以下通稱(chēng)“設(shè)計(jì)要求”）。因此，吹填土如果計(jì)算沉降偏小，則沉降完畢后高程不足；如果計(jì)算沉降過(guò)大，則吹填工程造價(jià)增加。由于吹填土厚度包括沉降量，因此吹填土厚度不能預(yù)先知道，導(dǎo)致地基附加應(yīng)力和沉降計(jì)算都很困難。

本文主要分析吹砂造陸工程沉降計(jì)算方法。

2.吹砂造陸地基處理方法

除非原位地基不存在軟黏土層，在吹砂造陸上建造房屋、工藝設(shè)備等對(duì)差異沉降較敏感的建（構(gòu)）筑物時(shí)通常采用樁基礎(chǔ)，本文所指的地基處理不包括上述建（構(gòu)）物地基。

2.1原位地基處理

如果原位地基存在軟黏土或可液化砂層等，通常需要地基處理。原位地基位于水面以下時(shí)，為便于地基處理施工、降低工程造價(jià)，通常在吹填完成后再進(jìn)行地基處理。

當(dāng)吹填砂層厚度較大時(shí)，堆場(chǎng)地基承載力、穩(wěn)定性往往不受原位地基控制，原位地基處理的主要目的是減小工后沉降。當(dāng)吹填砂層厚度較小時(shí)，堆場(chǎng)地基承載力、穩(wěn)定性和工后沉降可能同時(shí)受原位地基的控制。

原位地基軟黏土通常采用排水固結(jié)法進(jìn)行處理。豎向排水體通常采用袋裝砂井、塑料排水板、砂樁、碎石樁等。對(duì)于煤、礦石等散貨堆場(chǎng)，采用排水固結(jié)法時(shí)，通?？梢岳蒙⒇涀鳛榧庸毯奢d。工期緊張時(shí)，也可采用造價(jià)較高的攪拌樁復(fù)合地基處理。

2.2吹填砂層處理

吹填砂層處理的目的是減小工后沉降、提高地基承載力、避免地震液化。吹砂地層通常采用強(qiáng)夯或振沖處理，吹砂厚度小于3m時(shí)可采用沖擊碾壓。吹填砂層處理有時(shí)結(jié)合原位地基處理進(jìn)行，采用砂樁或碎石樁進(jìn)行擠密或復(fù)合，有的工程直接利用袋裝砂井或塑料排水板施工時(shí)的振動(dòng)、擠密作用處理吹填砂層。

吹砂造陸地基處理具體方法選擇和參數(shù)確定取決于工程對(duì)地基承載力、穩(wěn)定性、工后沉降等方面的具體要求。

3.沉降計(jì)算方法

3.1吹填砂層重度

吹填砂重度應(yīng)根據(jù)地下水位、地基處理方法等確定。吹填砂處理前、后的吹填砂重度宜根據(jù)工程類(lèi)比或根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定。不具備上述條件時(shí)，吹填砂處理前、后的重度、浮重度（地下水位以下取浮重度）可分別按式（1）和式（2）估算。