基于吹填砂土地層的深層軟基處理施工技術

李夢凱

（中交二航局第五工程分公司，湖北武漢 430013）

在社會不斷發展的過程中，最具代表性的便是水工建筑物，而水工建筑物的建設質量也在一定程度上決定一個城市的經濟與社會發展水平。誠然，在實際的施工過程中，由于水工建筑軟土地基具有含水量大、滲透性差、壓縮性強等的特點。當碼頭經過長時間的使用后還會出現下沉的現象，進而給整個行業領域造成嚴重的負面影響。因此施工企業應當加大對吹填砂土地層的深層軟基處理施工技術的研究，減少安全隱患，使軟基處理施工技術的安全性和穩定性都能達到行業規定標準。

1 案例概況

阿瑪多爾（Amador）郵輪碼頭項目位于巴拿馬灣內，緊鄰巴拿馬城南部的佩里科島（Perico Island）東側，南接太平洋，北側連接的巴拿馬運河南口。陸域采用圍海吹填形成，航站樓吹填面積6.8×102m2。航站樓作為陸域建設的核心工程，是郵輪碼頭項目的地標性建筑，總建筑面積15673.00m2，項目建設工期為180 日歷天。

2 軟基處理概述及施工過程中存在的危害

2.1 軟基處理概述

深層軟基處理指的是對施工過程中的軟土、軟土中的砂礫以及其他物質共同形成的地基，其中松軟是軟土地基中的主要特點之一。所以其具有超高的可塑性，但由于軟土地基承載能力較低，在施工過程中十分容易出現流變性和觸變性的現象，這主要是由于其中的高含水量而造成的。此外在開挖過程中還會由于水分的歷史使地基變得更加松軟。因此，加強和注重對深層軟基處理施工技術的研究顯得尤為重要。

2.2 軟基處理施工技術施工中軟基存在的危害

從深層軟基處理施工特點來看，深層軟土地基具有含水量大、滲透性差、壓縮性強等特點。因此在具體的軟基處理施工技術應用過程中，大部分的建筑物都會由于深層軟基問題而出現滑動的現象。假如在具體的施工過程中一旦遇到降雨，還會加大地基負荷，嚴重時甚至會出現失衡的現象，不僅會給建筑物體的安全性與穩定性帶來影響，還給施工人員的生命及施工企業的財產安全造成較大的威脅。

再在從深層軟基處理施工性質來看，由于軟土地基沉降量較大、沉降時間較長，而軟土的厚度又對其固結能力具有重要的影響，且呈現不均衡的分布狀態，使工程項目結構略顯異常，如果在此基礎上組織工程建設，不僅容易出現開裂，還會造成建筑問題下沉。因此，在對本項目的軟基處理中，如果不作任何的地基處理，稍有不慎就會造成工程的質量問題。同時在自然地質災害的情況下（本工程項目的自然地質災害主要有臺風、暴雨、潮位、海浪等）將會造成無法挽救的后果。于是在具體的建設過程中需要從施工總體部署、主要施工工藝及方法、工程技術質量管理、環境保護、風險管理與防范出發，結合工程項目的實際情況綜合與全面考慮各個施工環節軟土地基處理施工方案。

危害軟土地基的因素有很多，具體有以下幾個方面：①對軟土地基的研究力度不夠；②沒有加大對軟基處理施工技術的重視程度，早期的勘探工作中沒有對其進行充分的設計與分析。畢竟由于深層軟基處理施工本身就對固定的地層造成了破壞，如果軟基處理不合適就會引起地基的摩擦力與推力，地基的不穩定性由此形成。

3 深層軟基處理施工技術

3.1 排水法施工技術

（1）設計機理。根據對本項目所在區域實地勘探：項目所在區域內有著較厚的黏土層，該黏土層具有含水量大、壓縮性強度低、透水能力差等的特點，在建筑物的載荷作用下會出現沉降且持續時間較長，進而影響建筑物的安全性與穩定性。所以項目通過利用打豎向排水板方法處理軟弱土層，讓深層軟基中的孔隙水排出。根據淤泥層的軟弱程度，使用1m 或者1.5m 間距的三角形網格排水板施工技術。排水板施工技術作為一種力學的豎向排水體，其結構主要由芯板和濾膜兩部分共同組成。

（2）工藝流程。①測量定位：利用CAD 制圖繪制出本項目所在區域內所有排水板樁位的布點圖；②插板機移機定位。插板機樁靴落地定位的誤差應控制在±50mm 范圍之內，由插板機操作人員在控制室內控制，控制樁管下插時的垂直度既要符合設計的要求，且不得±1.5%，在排水板布點如上標記已經完成的施工內容，并標注施工日期；③安裝插樁管銷卡，在塑料排水板末端伸出的導管底，使用插樁管銷卡卡緊排水板；④試插塑料排水板至設計深度，分步驟測量劃分淤泥層層低標高相同或者近似的區域，試插摸底以此驗證勘探資料的準確性，并確定插管與提管的速度，在通過試插確定塑料排水板的深度，臺車上的操作人員應當先啟動卷揚機，再啟動振動錘，將排水板打入預定的深度，關閉振動錘，保證排水板的設計底標高為穿透淤泥層底部0.5m；⑤上拔樁管：現將卷揚機調整至相反方向，再提起卷揚機的錘和樁管，緩慢放松拉繩，卷揚機操作人員通過觀察錘、樁管和拉繩在否在插管內運動，以此確定“排水板的回帶”情況。每一根塑料排水板打設完畢之后，經過檢驗和確認并做好相應的記錄；⑥切割塑料排水板，保證其在砂墊層的預留長度為20cm；⑦移動機械設備到下一樁位。排水板工藝流程如圖1 所示。

圖1 排水板工藝流程

3.2 振沖法施工技術

（1）設計機理。振沖法又被稱之為振動水沖法，指的是通過振動和水沖加固土體相結合的方法。振沖器、吊機和水泵是振沖施工技術中應當使用到的主要機具，本項目施工現場主要使用ZCQ132 振沖器。

（2）振前檢測。為了準確了解和掌握排水板粘土層的性能，本項目計劃開展14 各振前CPUT 完成對砂額軟粘土性能的檢測，雖說振前CPTU 是對砂原和地層資料的確認，但必須要進行一個額外的CPUT 實驗，從而保證試驗的可靠性。

（3）振沖實驗。從目前的情況來看，振沖施工技術在軟基處理施工技術中得到迅速的推廣和普及，但是對振沖加密機理、設計、開發放線依然處于研究和開發的階段。在振沖過程中如果排水板網格太密，會影響工程項目的施工效率；如果排水板網絡太松，又無法實現振沖密實的效果。因此本項目將進行3m 和3.5m兩個間隔的試驗段施工。

（4）施工步驟。①先做試驗，待試驗結束后檢驗地基強度和地基承載力，確定振沖參數后才能全面組織施工；②清理并平整施工現場，使用鋼卷尺放線測量孔位，孔位以正三角形布置并保持一定的距離；在施工之前認真檢查振沖器、回填料的性能、電流電壓表的準確度；③將振沖器對準需要加固的地方，先打開水源再啟動電源，認真檢查水壓、水量、電壓、密實電流、空載電流是否正常工作；④啟動吊機，為避免孔中塌砂漿振沖器包圍，振沖器的下沉速度要快和要準，并及時觀察振沖器電流變化情況，且最大電流值不得超過額定電流值，一旦發現超過應當緩慢降低振沖器的下沉速度直至其停止下沉；⑤當振沖器下沉速度達到設計的要求后減少射水量，留振10～20s，嚴密觀察振沖器電流變化情況；⑥振沖器使用完畢之后先關機后關水，移動機位，進入下一道工序。

（5）施工要點。①軟基處理振沖施工技術應用過程中，為保證本工程項目施工質量，電壓、密實電流以及留振時間要符合相關的要求，當電源電壓小于350V 時應當停止施工；②振沖密實中，倘若振沖器不能正常貫入，可通過增加輔助水管的方式加快其下沉速度；③施工順序應沿著平行直線，逐點進行；④本項目施工共振72 個孔位；⑤在振桿上每隔50m 一格處標明刻度，并保證每振動上撥50cm 留振10～20s；⑥施工結束后，隨機選擇3 個檢驗孔進行CPT 靜力觸探檢驗；⑦做好施工現場所有的記錄和控制工作。

4 結語

綜上所述，深層軟基處理施工中軟基處理施工是一項復雜且系統的施工技術。本文主要針對深層軟基處理施工中軟基處理施工中的關鍵技術進行了較為深入的分析，并分別運用換土法、振沖法、結構法、深層水泥拌合樁法、加筋土法以及加載預壓法施工技術做好軟基處理工作，保證整個施工過程順利進行，進而提升深層軟基處理施工的質量。