大型圍海造地吹填土地基處理技術的應用初探

（中交廣州航道局有限公司，廣東廣州 510290）

我國人口數量較多，相應的土地資源需求量處于較高的狀態，在沿海地區，城市經濟發展步伐較快，經濟增長勢頭良好，使城市內部人口數量處于居高不下的狀態，導致土地資源嚴重缺乏。為了更好應對土地資源緊缺問題，沿海城市需要借助鄰近海域開展圍海造地項目。圍海造地建筑地基以吹填土軟土地基為主，承載能力較低，需要采取合適的加固處理操作。

1 大型圍海造地吹填土地基的特點

吹填土地基也稱為充填土地基，在絞吸船和耙吸船作用下，確保航道和港池始終處于疏通狀態。可以借助水力充填，將河道底部泥沙挖出，在填海造地中發揮作用。在此過程中，沉積土會出現在水底，作為后續工程的地基裝置。實際上，整個吹填土在吹填中，易受到水力沖擊，導致泥沙結構被破壞，之后形成細小顆粒，沉積于水底。吹填土具備含水量大、空隙大等特點，加上該類地基的形成以軟土地基為主，自身強度有限，無法直接應用到工程建筑領域，相關工作人員需要根據具體要求，執行地基處理操作，保證后續工作的順利開展。

2 圍海造地建筑地基處理中存在的問題

2.1 規范和制度不完善

我國在吹填土地基處理方面已積累了很多經驗，施工工藝日漸完善，但由于圍海造地地基加固操作重視度不足以及該類工程的建設時間較長，導致圍海造地各個建設階段沒有進行有效的地基加固處理，增加了后續加固處理難度。我國相關制度沒有對該類工程建設進行明確規范，要求不夠明確。在建筑設計上，主要執行的是普通建筑基礎要求，開展樁基加固操作，將周圍建筑環境和附屬設施忽視，造成建筑主體堅固，配套設施需求反復維修。

2.2 軟基處理方式存在問題

為了獲取到更高利潤，很多建設單位將圍海造地成本壓縮到最低，在地基加固處理手段的選擇上，盲目選擇造價低的加固方式。受此影響，整個地基加固效果明顯下降，后期需要頻繁進行維修，提升維護費用。

2.3 吹填土地基處理理論不完善

從實際固結機理角度來說，實際操作中存在很多問題，不具備統一的問題解決思想，例如在地基處理時，地下水位變化以及影響、加固影響范圍等。豎向增強體加固深度的確認，缺乏有效的數值計算手段，導致吹填土地基處理算法和設計理論需要得到進一步更新。在軟土地基處理上，可采用的防護措施較少，研究力度不足。加固區域形狀對于加固效果存在很大影響，部分工作人員無法做到最優加固形狀設計。實際土體加固效果定性和定量存在很大差異，部分施工企業無法對標準研究問題準確判斷，對整個加固過程產生影響。從之前實踐研究中能夠看出，加固操作后的土體次固結特性相差很大，無法借助現行規范對其進行評估，增加了合理估計土體的難度，最終計算結構的準確性明顯不高。

3 大型圍海造地吹填土地基處理技術的應用

3.1 吹填土地基處理技術應用要點

吹填土地基的處理形式以及應用的具體技術均取決于吹填土地基顆粒成分和顆粒均勻度等。現階段，施工中常用的吹填土地基處理技術應按照性質不同進行劃分，主要有兩大類：第一，物理方法，該手段主要應用外力對吹填土基底進行沖擊，讓結構內部出現壓差，將吹填土地基內部孔隙水排出，確保地基加固，常見的物理方式有強夯法、堆載預壓法以及高真空擊密法等。第二，化學方法，工作人員需要將化學外加劑融入吹填土地基土層內部，讓土層顆粒之間能夠產生反應，保證其處于固結狀態，是強化地基穩定性的主要手段之一，最為常見的處理方式為粉噴樁法，效果明顯。

3.2 吹填土地基的物理處理技術

3.2.1 強夯法

在利用強夯法執行填土地基處理方面，需要以沖擊力或水力為輔助，形成強烈沖擊波，此種情況下，之前充填土結構將會被破壞，導致泥沙顆粒空隙逐漸被壓縮，夯點附近出現裂縫，土層中會出現一些新的排水通路，將土層內部積水排出，維護土層的迅速固結。利用強夯法執行吹填土地基處理時，呈現的效果良好。通過對夯點周圍的觀察，當距離提升后，孔隙水壓力會越來越小，出現該種情況的概率在80%以上。如果利用強夯法施工，對土體排水固結和降水作用效果較為明顯。但如果埋深較深，水體土層厚，易影響整個粉質黏土地基處理的最終效果。

3.2.2 動力排水固結法

動力排水固結法在應用時，主要以強夯法為基礎進行延伸，具體操作步驟如下：首先，在吹填土地基鋪設一層砂墊，再將塑料排水板插入吹填土地基軟土層中，順序為從上至下，是豎向排水系統的建設過程。對吹填土地基進行強夯處理，適當附加合適的應力，讓吹填土地基產生相應孔隙水壓力。在孔隙水壓力作用下，可以讓孔隙水進入塑料排水板，再轉移到吹填土地基外，降低地基土層中孔隙水數量，控制地基強度，降低可壓縮性能，讓地基加固效果達到最佳狀態。

3.2.3 真空預壓法

從整個真空預壓法執行中能夠看出，運行原理與動力排水法接近，需要在吹填土地基中插入豎向排水管道，再通過外力，將地基土層孔隙水有效排出，保證地基得到合理加固。應用真空預壓法時，工作人員需要在砂墊層上鋪設一層厚度適宜的密封膠，再利用真空泵，讓膜下空氣順利排出，地基土層將處于真空狀態，具體真空度數值為85 kPa，保證能夠出現膜下負壓，讓土層表面、豎向排水管道中出現壓差，并傳遞到土層深處。在負壓作用下，土層孔隙水能夠漸漸轉移到豎向排水管道中順利排出，體現出更好的排水固結效果，完善地基加固處理操作。

在應用吹填土執行真空預壓操作時，隨著真空泵應用效果的提升，地基邊界土層空隙水壓力會變成負值。真空負壓會緩慢進入土層深處，降低土層內部孔隙水壓力，在整個吹填土低級中出現梯度壓力，該數值比外界壓力高，保證能夠將土層孔隙水排出。真空預壓處理技術應用時，實際壓力應保證處于不變狀態，若出現土層孔隙壓力值下降情況，證明應力有所增加，依靠該應力的增加值排出孔隙水。該種方式主要適用于地基固結程度低、滲透系數大的土層，尤其是剛剛完工的吹填土地基，處理效果更為明顯。

3.2.4 高真空擊密法

縱觀整個高真空擊密法應用過程，主要是兩種方式的相互結合，即強夯擊密法和高真空預壓法，將二者的處理工序結合，建立新的綜合處理手段，其中還會涉及真空降水結合強排降水等。對于高真空擊密法應用，需要在吹填土地基中開展多次強夯操作，合理呈現真空排水處理效果，保證吹填土地基含水量處于最佳狀態。對于處理技術的應用，高真空排水處理法能夠將吹填土地基中很多孔隙水全面排出，為后續施工創造更多有利條件。隨著強夯擊密法的應用，可以激發土層孔隙間的水壓，讓填土地基邊界建立更大的壓力差，做好真空排水操作，最終更好的呈現排水效果。一般來說，高真空擊密法在應用時，適合在黏土量低于50%且塑性指數不高于10的砂土或者是粉質黏土中使用，如果黏土含量高于50%，最終呈現的處理效果比較有限。

3.3 吹填土地基的化學處理技術

對于吹填土地基的化學處理技術應用，主要是在吹填土地基土層顆粒中加入合適的外加劑，與土層中的粒子相互反應，最終實現加固吹填土地基的目的。在吹填土地基形成時，由于相關設備的作用，水分會轉移到地面，受海水化學成分影響，起到加固效果，最為常見的粒子為鈉離子和氯離子。吹填土地基化學處理技術主要是借助吹填土特質，將水泥或者石灰石粉末加入吹填土泥砂漿內部。若工作人員向其中添加合適的外加劑，水泥會和吹填土砂漿中的水分產生反應，產生不同的水泥礦物質。最為常見的種類為硅酸三鈣、鋁酸三鈣、硫酸鈣和鐵鋁酸四鈣等，這些物質自身的穩定性和抗壓性能良好，能夠保持吹填土地基的穩固性。

如果在吹填土泥沙漿中加入石灰石外加劑，會引發大量物理、化學反應出現，將土層顆粒有效凝結，強化土層結構密實性。在實際水泥以及石灰石處理上，工作人員需對整個吹填土地基進行掃描，最終得到的吹填土結構以絮凝狀為主，單獨的土層顆粒會被反應生成物包裹，或處于顆粒體周圍，建立一個整體結構。為了確保處理效果不受影響，工作人員可以將化學處理技術作為基礎，應用攪拌機開展地基鉆井攪拌操作，加入適量的外加劑，提升反應速度，確保土層更具穩定性特征。

4 結語

綜上所述，為了更好地滿足城市發展需求，解決土地資源不足問題，開展圍海造地工作。大型圍海造地吹填土地基的設計工程中，由于孔隙含水量高、滲透性不足，難以滿足相應的施工要求。為此，需要對地基進行全面處理，借助現有的地基處理技術以及不斷創新的過程，為沿海城市創造更多發展契機。