疏浚吹填砂地基处理施工技术

明廷涛 王金龙

(1.中交二航局第一工程有限公司,湖北 武汉 430012; 2.中交二航局成都城市建设工程有限公司,四川 成都 610094)

疏浚吹填砂地基处理施工技术

明廷涛1王金龙2

(1.中交二航局第一工程有限公司,湖北 武汉 430012; 2.中交二航局成都城市建设工程有限公司,四川 成都 610094)

以沙特沙巴大桥人工岛项目工程地基处理为案例，针对围海吹填造地工程地基承载力不足的问题，分析并阐述了不同区域条件下选用的地基处理方案，达到了地基承载能力显著提高的效果，为类似疏浚吹填砂地基处理方法的选择提供一定参考。

吹填砂,地基处理,强夯法,振冲密实法,堆载预压法

0 引言

在围海造陆、人造海岛等工程中，通常采用疏浚吹填砂作为填料，其上再布置建筑设施。由疏浚吹填砂及其下海床可能存在的淤泥和淤泥质土组成的地基，具有高压缩属性，会导致地基承载能力不足。因此，必须对其进行一定的处理，以满足地基承载力的要求。以沙特沙巴大桥人工岛项目工程(以下称沙巴人工岛项目)为例，根据不同区域地质情况和条件，采用强夯、振冲密实以及与堆载预压相结合的方法，对疏浚吹填砂地基进行地基加固处理。

1 工程概况

沙巴人工岛项目是在沙特与巴林连接通道的2号路堤处修建一个80.4万m2的人工岛。在2号路堤两侧完成吹填后，对人工岛进行护岸施工，最后对吹填砂地基进行地基处理。人工岛所处海床底标高-1 m～-2.5 m，吹填砂顶标高为+3.4 m～+7.2 m。考虑到碳含量对地基承载力的影响[1]，地基承载力要求为CPT强度值不小于5 MPa。

在吹填施工前，对人工岛所在区域进行地质勘探。根据地质勘探报告，将人工岛的淤泥分布情况绘制成淤泥分布等高线。取样实验室分析获得的细颗粒为中塑性粉砂。

2 方案选择

针对沙巴人工岛结构、所处位置以及地质等特点，划分不同区域(如图1所示)并制定了三种不同的施工方案，如表1所示。

表1 不同区域施工方案

3 施工工艺

3.1 不加填料振冲密实法

1)不加填料振冲密实法加固机理。

不加填料振冲密实法是指在振冲器水平振动和高压水的共同作用下，周围砂粒自行塌入孔内，使松砂层振密[2]，如图2所示。

2)机具设备。

采用的振冲器性能参数见表2。

表2 振冲器性能参数表

将两台振冲器进行组合，经振冲试验，振冲器中心距确定为3.5 m。

吊车采用80 t履带吊，320 kW发电机。

3)施工工艺流程。

定位→成孔→推砂填平→振密→边提边上料边振密→成桩。

定位：布桩形式采用等边三角形、测量放线插木棍定位编号。

成孔：振冲器头对准桩位，启动高压水泵，出口水压控制在400 kPa～600 kPa之间，下沉速度控制在8 m/min～10 m/min之间下沉。

推砂填平：待振冲器达到设计处理深度后，用铲车将周边吹填砂将振冲器所在的凹处填平，在自身重力和水力带动下沉至孔底。

振密：振冲器留振时间为30 s～40 s，每次提振高度为0.5 m，并控制密实电流。边提振边推砂填平。

成桩：待以上工艺提升到桩顶设计标高后，转下一桩号。

4)操作要点。

造孔过程中下沉速度要快，一般控制在8 m/min～10 m/min为宜，以免造孔过程中坍塌的砂料将振冲器保住；振冲加密施工沿直线逐点进行；在导管上每隔0.5 m焊上小钢筋条作为刻度，以方便现场对提振高度进行控制。

3.2 强夯法

1)强夯法加固机理。

利用重锤强大的冲击能，迫使深层土液化和动力固结，使土体密实，从而提高地基承载力并减小沉降[2]。

2)机具设备。

夯锤：采用装配式钢夯锤，组合成20 t夯锤，夯锤直径2 200 mm。

吊车：120 t履带式起重吊车，装配有不脱钩装置。

3)施工工艺流程。

施工准备→测量场地高程→夯机就位→第一遍主夯→下一个夯点→推平复夯→满夯→测量夯后高程。

施工准备：在试夯完成后，清理并平整施工场地，并用木棍做定位编号。夯点间间距为5 m。

测量场地高程：测量强夯区域夯前地面高程。

夯机就位：起重机就位，夯锤中心置于夯点位置。

第一遍主夯：将夯锤起吊到20 m高度，开启装置让夯锤自由下落后，测量锤顶高程并做记录，重复夯击10次，完成第一遍夯击。

下一个夯点：重复上一个夯点夯击动作。

推平第二遍复夯：用推土机或者装载机将场地平整，按照复夯点位布置，进行第二遍复夯。

满夯：将夯锤起吊10 m，满夯击数6击，满夯后的地表进行机械碾压，满足地基土最大干密度95%以上。

4)施工注意事项。

施工前查明场地范围内无任何地下构筑物和各种地下管线和光缆；在现有2号路堤上每隔20 m设置一个监测点，监测强夯时路堤位移和震动情况；每次强夯作业开始前，检查起重机各部位是否正常，尤其是钢丝绳的检查。

3.3 堆载预压法

针对区域A存在淤泥的情况，首先采用疏浚船进行清淤以后，然后进行疏浚吹填施工。之后，采用不加填料振冲密实法进行地基处理后，其上堆载10 m高的吹填砂进行堆载预压。预压时间为6个月，其上设置6个沉降观测点对地基沉降进行观测。

4 地基处理后的检测

采用静力触探法对地基处理后的效果进行检测，共计取点324个。笔者对比324个CPT值得出：

1)在B区域，经强夯后，在砂层表面以下3 m～4 m部分地基承载力得到显著提升；

2)在A区和C区，CPT值普遍较高；

3)个别点CPT值数值突变，表明部分砂层含有夹泥层，但夹泥层厚度很小；

4)无论采取哪种方法，均达到了CPT值大于5 MPa的要求。

5 结语

沙巴人工岛项目针对不同的地质和制约因素，采用了不同的地基处理施工工艺，显著提高了地基承载力，达到了满意的效果，同时也为其他吹填砂地基处理工程提供了借鉴和参考。笔者指出，在进行大面积地基处理施工前，有必要针对不同的制约因素和场地情况，综合考量经济效益、加固效果、使用条件等，最终选择合理的施工方案。

[1] W.J.Wehr.Influence of the Carbonate Content of Sand on Vibro-Compaction[A].6th International Conference on Ground Improvement Techniques[C].2005.

[2] 王恩远，吴迈.实用地基处理[M]．北京:中国建筑工业出版社,2014:40,120.

Constructiontechnologyofsoilimprovementfordredger-reclaimedsand

MingTingtao1WangJinlong2

(1.TheFirstConstructionCompanyofCCCCSecondHarborEngineeringCo.,Ltd,Wuhan430012,China;2.CCCCSHECChengduUrbanConstructionEngineeringCo.,Ltd,Chengdu610094,China)

To solve the problem of insufficient of bearing capacity of ground for the dredger-reclaimed sand in the reclaimed projects, the Saudi King Fhad Causeway Island-A Project is taken as an example in this paper. After analysing different zones and conditions in project, different methodologies of soil improvement used is elaborated in this paper, and remarkable effect of bearing capacity improvement is achieved, which also can be a reference for the similar project.

dredger-reclaimed sand, soil improvement, dynamic compaction, vibro compaction， surcharge preloading

2017-10-03

明廷涛(1984- )，男，工程师; 王金龙(1985- ),男，工程师

1009-6825(2017)35-0063-02

TU472

A