集裝箱碼頭吹填砂陸域地基處理施工技術

張宇，張兵

（中國港灣工程有限責任公司，北京100027）

1 工程概況

鯨灣港集裝箱主碼頭工程位于非洲西南部，具備一定的地域特色，項目建設內容包括5×104t級的高樁梁板式碼頭1座，以及拋石護岸和后方接岸等分項作業。其中，地基處理工作分為A、B、C 3個區域，鯨灣港集裝箱主碼頭工程地基處理平面見圖1。具體處理工藝為：

圖1 鯨灣港集裝箱主碼頭工程地基處理平面

1）A區：強夯區。根據不同的夯擊能又分A1、A2和A3區，其中A1區強夯擊能為6 000 kN·m，點夯間距為8 m，普夯夯擊能為1 000 kN·m；A2區強夯夯擊能為5 000 kN·m，點夯間距為7 m，普夯夯擊能為1 000 kN·m；A3區強夯夯擊能為1 000 kN·m，點夯間距為4 m，普夯夯擊能為8 000 kN·m。點夯的夯點為正方形布置，共夯2遍，普夯夯錘的錘印應以1/4錘徑搭接。

2）B區：振沖區。B1、B2振沖區總面積約1.248×105m2，每次振沖的間距為3 m，梅花形布置，B2區在振沖前需進行堆載預壓處理，堆載強度＞35 kPa。

3）C區：碾壓區。場地整平后進行表層碾壓處理。

2 施工方案

此次吹填工程量為3.625×106m3，吹填高程為+4.5 m。針對水下地層中淤泥偏厚地段，施工人員采用“先挖后點”的方式，即：

1）在陸域實施排水溝的開挖作業以方便后續多余積水的順利排出。

2）用輕型的井點管對地下水實施降水作業，待以上2項工作完成后，現場工作人員便可對其進行核對，以確保該項作業結果滿足初始設計要求；與此同時，可對地基進行吹填砂的強夯施工處理，并通過此技術可起到迅速加固土體的作用，從而保證和穩固地基的整體承載力。

因此，針對本項目的實際情況，施工人員最終決定對地基處理采用振沖、強夯2種工藝。其中，A區利用強夯工藝施工，B區則利用振沖工藝施工，C區是最后一個區域，作為場地的平整碾壓區。

3 施工工藝

3.1 吹填標高控制

本項目中，吹填施工時不斷變更排泥管口的位置，而排泥管口之間的距離根據土料的粗細控制在20～80 m，如仍不能滿足平整度要求，配備陸上土方機械加以平整。除此之外，為確保吹填的標高達到設計標準以及平整度的要求，施工人員在絞吸船施工期間，要在吹填出水口（管頭）四周100 m范圍內設立若干竹竿標尺，并在竹竿上噴涂油漆，標設本層吹填的控制標高。

此外，在施工期間，施工人員要制定嚴格的施工值班觀察制度，以確保吹填管頭位置四周100 m范圍的吹填砂高程達到要求。同時，需采取管頭加接消能器吹填的方法，將泥砂均勻地吹填在吹填區，以確保落淤后的泥面高差控制在合同技術標準要求的范圍以內，使平整度符合設計要求[1]。

在吹填施工過程中，需加強對圍堰和原有海堤的變形觀測和維護，如發現圍堰或圍堤局部坍塌或滑移，及時采取補救措施；如有其他異常情況，需會同設計、監理人員研究解決。

3.2 吹填施工及陸域場地平整

本工程吹填面積可達3.87×105m2，吹填工程量為3.625×106m3，而此次地基處理時的吹填高程為+4.5 m?？紤]工程設計充填砂袋圍堰總長約2.2 km，先進行圍堰施工，從而為吹填施工提供閉合的圍堰條件。

針對本工程的特點和施工條件，本著技術可行、安全可靠、經濟合理的原則，確定先充填砂袋圍堰施工，再進行吹填，最后進行邊角區域吹填。具體吹填施工工藝為：絞吸船直接吹填施工→吹至吹填標高后進行場地平整[2]。

對于筑島工藝的實施來說，首先需要吹填形成永久圍堰，并同時吹填碼頭前沿17.5 m的臨時砂袋圍堰。圍堰施工平面布置見圖2。為加快施工進度和盡快開始樁基施工，筑島采取不開挖的方式，絞吸船進入港口回旋區取砂，再從碼頭前沿線向碼頭后沿方向的順序吹填筑島，筑島標高+2.5 m，灌注樁和橫梁施工完成后清除筑島平臺吹填砂。

圖2 圍堰施工平面布置

根據圍堰的作用，本工程采用的充填砂袋圍堰。主要分為以下幾種類型：

1）西南圍堰。南圍堰和碼頭后方圍堰主要用于管線鋪設和施工機械行走；其堤頂高程為+2 m，頂寬4.5 m，內側邊坡為1∶1，外側邊坡為1∶2。

2）西北圍堰。東北圍堰主要用于施工機械行走；其堤頂高程為+2 m，頂寬4 m，內側邊坡為1∶1，外側邊坡為1∶2。

3）筑島圍堰。主要用于筑島施工中形成封閉的吹填區域施工條件；為降低成本，堤頂高程吹填為+2 m，頂寬吹填為2 m，內外邊坡均為1∶1。

鑒于該環節為地基處理的基礎，施工人員應先將項目陸域場地內的堆場及吹填工作予以完成：

1）為防止吹填部位出現大面積的凹凸不平現象，應同時展開場地的平整作業。就本項目而言，平整工作是借助履帶式輕型推土機和水槍這些基礎設備來依次完成的。

2）在具體操作時，施工人員先利用履帶式推土機平整地面，待遇到局部略有凹凸的地方，直接采用水槍以人工的方式對其吹平。

3）為降低泥沙的流失，施工人員要在負責吹泥的管口位置安裝專業的擴散器，目的是將流出后的泥沙及其他混合物一并挑起最終對其擴散，使其均勻地散入吹填區域，擴大吹泥的散攤面積，最終泥沙混合水流形成較大面積的沉積面，便于開展后續地基處理工作[3]。

3.3 振沖施工

此次振沖中在B1、B2區，面積約1.248×105m2，以現場的地質和水文條件作為基礎，施工人員決定利用100 t履帶式起重機搭配振沖器（型號為ZCQ75C型的75 kW振沖器），并將每次振沖的間距定為3 m。另外，對B2區在展開振沖前，還要以梅花的形式布置。對此，本項目的負責人安排相關工作人員對B2區進行堆載預壓處理，且堆載強度應控制在35 kPa以上，從而有效保證振沖作業的順利開展。

此外，在堆載預壓前，施工人員需在預壓區域周邊吹填3 m高的沙袋圍堰，并由負責填筑的部門向圍堰內按照中心向兩側的順序進行吹填土料的填筑工作，且要控制每層的吹填厚度。需要注意的是，只有運用推土機將每層土初平后，方可用平地機刮平；在這一基礎上，再用振動壓路機碾壓并達到規定的密實度，如遇壓實度達不到設計要求時，則需按壓實度當量土進行換算以補足預壓土的荷載。

為增加排水固結的良好效果，可在預壓加載前設置1層砂墊層，以豎向排水體（包括普通砂井、袋砂井或塑料排水板）的方式進行布設。待預壓和振沖完成后可清除超載土方，使其挖至路面的設計標高程度，隨即進行碾壓處理。而卸除的土料采用挖機配合自卸車將其運至其他陸域的回填區域內，從而禁止亂丟亂放，以免對施工場地造成不利的負面影響。

3.4 強夯施工及碾壓

本項目強夯施工在A區，作業面積達2.476×105m2。點夯的夯點為正方形布置，共夯2遍，普夯夯錘的錘印應以1/4錘徑搭接。每遍夯擊都從同一方向開始，每遍之間使用推土機整平場地，2遍夯擊之間應有一定的時間間隔，以利于土中超靜孔隙水壓力的消散，待地基土穩定后再夯下一遍。

待上述作業全部結束后，施工人員隨即組織安排最后一個區域的碾壓作業。本項目中，因C區為已有陸域，本身的地形標高較高、密實度良好，因此，在開展振動碾壓工作前，施工人員先選擇一個實驗區做碾壓試驗。通過試驗確定最終的振動力及振動遍數等相關技術參數，為后續分項作業開展提供可靠的數據支撐。

4 結語

吹填砂地基強夯處理方法是提升地基穩定性的重要方式，其在海港集裝箱碼頭地基處理中具有更好的應用效果，可消除地基土體的液化問題，有效提升地基土的承載力，由于該技術的適應性較強、處理效果良好，在類似地基工程施工中值得推廣。