某碼頭堆場的二次地基處理方案分析與探討

摘 要：隨著我國社會經濟水平的大幅提高和工程建設領域的全面發展，工程項目的安全、效率、經濟等指標越來越受到關注。地基建筑物的根本，其選擇或處理是否正確直接影響到建筑物的安全性、經濟性和合理性，一旦發生地基失穩破壞的后果也是十分嚴重的，且往往處理起來十分困難，甚至無法補救。本文將以某港口的碼頭堆場地基處理工程為載體，以前期勘察成果為基本面，對該場地的地基處理方案展開分析，與大家共同探討學習。

關鍵詞：地基處理;碼頭堆場;復合地基;珠江三角洲

1工程概況

該碼頭工程位于珠江三角洲地區南部沿岸，該場地為早期吹填形成，后經場地平整、預壓處理。16#堆場位于該碼頭后方陸域，西南側為通海河涌。該堆場中部臨空坡面局部失穩、滑塌。經調查，靠河一側迎水邊坡多為漿砌石或混凝土垂直擋墻，大部分岸坡較為穩定，滑塌區淺部造成下部軟土層產生剪切破壞，使軟土層以上土層整體向南柳河一側滑移，滑移范圍長度約為148m。

2工程地質條件概述

該區域在地質構造上處于新生代坳陷地區，地表出露大片中更新統北海組和早更新統湛江組地層，北海組地層為濱海相沉積，是構成港灣兩岸低緩臺地的主要地層。其下的湛江組則是一套砂與粘土互層的河流三角洲相沉積物，頂部有雜色粘土、紅砂層和鐵質膠結層，與北海組地層有一假整合接觸的鋟蝕面，湛江組地層也常出露在海灣岸坡的高潮線附近和海灣的底部。在探區表層所揭示的流泥～淤泥、淤泥質土等軟土層則屬于第四紀全新世形成的土層。

根據已有區域地質資料，勘區未發現有斷裂構造，勘區內鉆探時也未發現有層代表斷層特征的跡象，附近陸域也未發現有滑坡、空洞、沖刷、崩塌等不良地質現象，場地是穩定的。

根據勘察資料，本場地自上而下主要土層分述如下：

2.1第四系全新統人工填土層（Q4ml）

①2素填土：灰褐色、淺灰色、灰黃色，濕～飽和，稍密為主，局部松散或中密，主要為碎石、中粗砂及少量黏性土回填，頂部15cm為六角塊砼地面。該層于勘察區全部鉆孔均有分布，厚度不均勻，揭示層厚最大值為9.00m，見于ZK12孔，最小值為1.70m，見于ZK16孔，平均層厚為3.68m;層底標高最高為5.77m，見于ZK16孔，最低為-2.09m，見于ZK12孔，平均值為3.61m。

標準貫入試驗28次，平均值為N=13.6擊（范圍值為7～21擊）。

2.2 第四系全新統海陸交互相地層（Q4mc）

②1淤泥～淤泥質土：灰色，飽和，流塑～軟塑狀，土質不均勻，混少量粉細砂，經堆場長期堆載后局部排水固結，呈粉質黏土性質。該層于勘察區全部鉆孔均有分布，厚度不均勻，揭示層厚最大值為8.40m，最小值為0.60m，平均層厚為4.25m。

②2粉細砂：灰色，飽和，松散狀，以粉細砂為主，級配不良，混少量淤泥質土。該層于勘察區零星分布，僅部分鉆孔揭示，層厚最大值為3.20m，最小值為0.70m，平均層厚為1.73m。

②3中粗砂：灰～灰黃色，飽和，松散為主，局部稍密，以中砂為主，次為粗礫砂，級配較好，混少量淤泥質土。該層于勘察區局部分布，揭示層厚最大值為5.00m，最小值為0.90m，平均層厚為2.40m。

2.3? 第四系中更新統地層（Q2）

③2中粗砂：灰黃～褐灰色，飽和，稍密～中密，局部松散，級配一般，局部混黏性土。該層在勘察區廣泛分布，厚度變化較大，層厚最大值為7.90m，最小值為1.30m，見于ZK20孔，平均層厚為3.21m。

③4粉質黏土：灰黃色～褐黃色，飽和，可塑，切面較光滑，局部混多量中粗砂，呈砂混黏性土狀。該層在勘察區廣泛分布，厚度變化較大，層厚最大值為8.00m，最小值為0.60m，平均層厚為3.08m。

2.4 第四系下更新統地層（Q1）

④1黏土：灰色，飽和，可塑，切面光滑，局部混少量中粗砂，局部間（夾）薄層粉細砂。該層在勘察區廣泛分布，厚度變化較大，層厚最大值為12.90m，最小值為1.40m，平均層厚為5.05m。

④2黏土：灰色，濕，硬塑，黏性較好，切面光滑，局部混少量中粗砂，局部間（夾）薄層粉細砂。該層在勘察區廣泛分布，厚度變化較大。揭示層厚最大值為22.65m，最小值為2.70m，平均層厚為11.46m。

④3中粗砂：灰色～灰黃色，飽和，中密，局部呈密實、稍密狀，級配良好，局部間較多薄層黏性土。該層于勘察區零星分布，層厚最大值為3.20m，最小值為2.00m，平均層厚為2.47m。

3主要受力地層的物理力學指標統計與分析

根據上述資料分析，本場地淺部土層以軟～中軟地層為主，表層第四系全新統人工填土和第四系全新統海陸交互相沉積的第②1淤泥～淤泥質土層淺部土層，經預壓法處理以及后期堆載固結影響，形成3.0～6.0米厚固結程度相對較高的“硬”層;滲透試驗結果顯示，場地覆蓋層內發育的粘性土為滲透性等級為微（10-7），這使得預壓法處理的時效性大大減弱，且局部軟土層連續厚度較大，造成其下部處理效果有一定的限制，形成了主要受力層內的硬～軟～硬的不利狀況。該堆場地基的局部失穩，正是發生在第四系全新統海陸交互相沉積的第②1淤泥～淤泥質土層內。

根據對滑移區與非滑移區的鉆孔取樣土工試驗成果數據進行統計，該層軟弱土整體指標偏低，飽和，呈流塑軟土性質傾向明顯;滲透系數E-08級，粘性很好，滲透性評級微，根據地勘資料該層內局部混砂描述，結合現場調查情況和土工試驗成果，綜合考慮整體滲透性可按E-06～E-07來設計;滑移區存在一定的應力松弛現象。第②2層粉細砂和第②3層中粗砂均僅在局部分布，平均厚度2.0m左右，松散，透水性中等～強，場地內發育不穩定，不具連續性。該部分共同構成了本場地內工程性質較差的“軟”土層。

其下為第四系中更新統地層形成的砂土、粘性土地層，受其沉積年代和埋藏情況控制，砂性土一般狀態均為中密或以上、粘性土狀態均為可塑或以上，是目前探明地層中相對工程性質較好的“硬”層分布范圍。根據區域地質資料，本場地覆蓋層厚度大于80m。綜合來看，該層在該堆場地基處理工程中，若制定方案合理、措施得當，是可以作為比較可靠的持力層的。

4地基處理方案分析與探討

本堆場的特殊性主要有：一是上部荷載要求較高，地基處理后，要求達到350kPa承載力;二是前期已發生局部滑移，滑移區存在一定的應力松弛現象;三是目前“硬～軟～硬”的地層結構現狀在上部荷載較大的情況下，該軟弱層仍然是地基穩定的薄弱環節;四是粘性土層滲透性很差，可視為相對隔水層;軟層中的砂類土層又有局部分布、連續性差的特點，且上、下相接地層均以滲透性評級為微的粘性土為主，整體來看，軟土層排水條件不是很好;五是該堆場位置西南側臨水臨坡，邊界條件。

針對以上主要特點，若要做好本項目地基處理工作，可以從以下幾點出發：一是宜選用以長樁為增強體的復基方案，直接穿越該軟層，以下部硬層為樁端持力層，解決“硬～軟～硬”的結構性問題;增強體的單樁承載力要足夠;考慮地基變形問題;考慮地下水可能造成的影響;保證安全可靠的前提下，其經濟適用性;工藝的可行性等。

綜上所述，對本堆場地基處理方案建議如下：

（1）水泥攪拌樁復合地基。因本堆場上部荷載較大，受工藝水平限制，常規水泥攪拌樁處理后的復合地基，已不能滿足要求，不建議采用該方案。

（2）振沖碎石樁復合地基。該堆場臨坡臨水，主要受力層內軟弱土層普遍發育，且經前期擾動，若要滿足該承載力要求，必然置換率較大，擠土現象嚴重，不適合本場地的基本條件。

（3）水泥粉煤灰碎石樁（CFG）復合地基。本工程建議采用水泥粉煤碎石樁方案。選擇合理的參數、施工質量能夠保證的情況下，是可以滿足本工程的需求的。若采用本方案，應嚴格按照要求進行試樁，并根據試樁結果確定本方案的可行性以及參數的調整。

（4）注漿法復合地基。考慮本工藝在當地的區域經驗不足，沒有成熟、穩定的隊伍、裝備經驗，沒有足夠的時間進行論證、準備的情況下不宜使用。

（5）預應力管樁復合地基。根據本場工程地質條件，也可以考慮褥墊層結合預應力管樁的復合地基方案;通過褥墊層設置調節整體受力、變形協調問題。

（6）考慮本工程的特殊性，應在施工期間做好監測工作，密切關注場地的穩定性;若有異常，應立即停止施工，分析原因，制定措施，確保安全。

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