游昌達(dá)

摘要：本文結(jié)合具體工程，對(duì)碼頭后方陸域形成的對(duì)軟弱基礎(chǔ)的加固處理施工原理、施工工藝、施工要點(diǎn)等方面進(jìn)行了論述，對(duì)應(yīng)用堆載預(yù)壓排水固結(jié)法的地基處理施工控制要點(diǎn)進(jìn)行探析。

關(guān)鍵詞：陸域；排水體系；超載預(yù)壓；排水加固

中圖分類號(hào)：U416.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-9129（2018）07-0114-02

Abstract：This article discusses the construction principles， construction techniques， and construction points for strengthening the weak foundations formed on the land area behind the pier in combination with specific projects. The construction control points for the foundation treatment using the surcharge preloading drainage consolidation method Conduct an analysis.

Key words：land drainage system overload preloading drainage reinforcement

前言

軟弱性土層在我國的分布范圍很廣，在東南沿海的一些地區(qū)就有大量的分布，軟弱性粘性土層具有諸多顯著的特點(diǎn)，比如說這類土層的天然含水量與其它土層相比就比較大，并且它的滲透性一般來說是比較差的。在各類港口碼頭工程建設(shè)中，陸域后方回填由于該地基固結(jié)和變形會(huì)產(chǎn)生較大的變形和不均勻沉降，并且沉降的過程所需要的時(shí)間很久，加上軟弱性粘性土層本身的穩(wěn)定性較差，承受力也達(dá)不到要求。因此，在碼頭工程建設(shè)中需要對(duì)這類地基進(jìn)行必要的處理，如軟基排水固結(jié)法中的堆載預(yù)壓等。但是由于施工過程控制及監(jiān)測(cè)等原因，造成加固效果存在較大的差別。

工程概況

寧德某萬噸級(jí)多用途碼頭工程項(xiàng)目，后方陸域堆場(chǎng)形成4.6萬余平方米，護(hù)岸1200多米，工程所處環(huán)境為海區(qū)近海港灣，后方陸域?yàn)橛倌酁┩?，軟弱地基，地基土層工程性質(zhì)如下：地基主要是由淤泥、淤泥質(zhì)土、粉質(zhì)粘土以及粉砂組成。根據(jù)本工程的陸域地質(zhì)特征，選用的地基處理方法為砂墊層、塑料排水板聯(lián)合超載預(yù)壓排水固結(jié)法。

塑料排水板聯(lián)合堆載預(yù)壓法屬于軟基排水固結(jié)法地基加固處理方法之一。該施工較為簡(jiǎn)單，可操作性較強(qiáng)，適應(yīng)性較廣，工程造價(jià)相對(duì)較低，施工效率較高，加固質(zhì)量可控。這種方法的原理主要為：軟弱性粘性地基當(dāng)中含有一定量的孔隙水，當(dāng)孔隙水受到一定的荷載作用時(shí)，就會(huì)被緩慢的排出去，與此同時(shí)，地基中的孔隙體積由于缺少了孔隙水，體積就會(huì)逐漸的降低，地基也就會(huì)發(fā)生一定的固結(jié)變形。除此之外，超靜水壓力會(huì)慢慢的減小，這就導(dǎo)致有效應(yīng)力會(huì)變大，地基的強(qiáng)度會(huì)增大。

施工工藝：清表→鋪設(shè)砂墊層→打設(shè)塑料排水板→監(jiān)測(cè)點(diǎn)預(yù)埋→陸域回填→超載預(yù)壓→堆載→卸載。

1 砂墊層施工

砂墊層作為加固系統(tǒng)中水平排水體系，砂墊層的質(zhì)量直接影響加固效果和施工預(yù)壓工期，本項(xiàng)目設(shè)計(jì)砂墊層厚度為1m，要求細(xì)度模數(shù)不小于2.4，含泥量不大于 3%的級(jí)配良好的中粗砂，滲透系數(shù)不小于10-3cm/s。施工過程中要注意控制砂的質(zhì)量及砂墊層的厚度，提高抽檢頻率，保證砂墊層的質(zhì)量及軟基加固的效果。

砂墊層施工采用趁潮拋填，施工前，在施工區(qū)域先進(jìn)行試拋，以確定水深、水流對(duì)拋砂的影響，合理調(diào)整拋填位置和順序，防止拋填過程中產(chǎn)生砂流失，對(duì)施工區(qū)域進(jìn)行合理的區(qū)域劃分并及時(shí)進(jìn)行整平施工，防止拋填過高，對(duì)原泥面造成破壞，施工過程中應(yīng)采用輕型機(jī)械，避免對(duì)軟土表層造成破壞，造成砂泥混合，影響排水效果。

2 塑料排水板施工

塑料排水板作為加固系統(tǒng)中豎向排水體，本項(xiàng)目采用板深小于25m的B型板，設(shè)計(jì)采用等邊三角形布置板位，間距為50cm；采用震動(dòng)沉管，打設(shè)深度要求穿透淤泥質(zhì)土層進(jìn)入粘性土層1.0m。

2.1 施工要點(diǎn)

①對(duì)排水板的技術(shù)性能應(yīng)進(jìn)行充分的檢驗(yàn)。按照相關(guān)的要求，每批產(chǎn)品在進(jìn)場(chǎng)時(shí)，都要進(jìn)行檢驗(yàn)?？梢圆捎贸椴闄z驗(yàn)的方式，只有檢驗(yàn)達(dá)到要求，才能進(jìn)行具體的施工。

②保證板體打設(shè)入土施工的連續(xù)性，避免板體斷裂，否則應(yīng)重新插打。

③在對(duì)打入地基的塑料排水板進(jìn)行選擇的過程中，應(yīng)該選擇整板。長度如果滿足不了要求，需要進(jìn)行接長時(shí)，必須要嚴(yán)格按照以下所描述的方式進(jìn)行。首先，應(yīng)該先把板濾膜充分的剖開，其次，使芯板對(duì)插搭接，保證搭接長度在20cm以上，當(dāng)搭接工作完成后，要重新進(jìn)行濾膜包裹。

④插打排水板必須保證設(shè)計(jì)入土深度。插板垂直度偏差不超過插板長度的1.5%，在插打排水板時(shí)還必須要注意與管靴的連接問題，連接一定要牢固，這樣才可以保證在提管的過程中不會(huì)把塑料排水板一塊帶出來。當(dāng)?shù)竭_(dá)設(shè)計(jì)深度之后，應(yīng)該停歇一段時(shí)間，然后勻速提升，這樣可以有效降低回帶，注意拔管的速度不能過快。在拔套管的過程中，應(yīng)該垂直向上拔。如果在插打程中，產(chǎn)生的回帶量過多，或者是長度較長，超過了規(guī)定的50厘米。那么就應(yīng)該停止施工。對(duì)造成回帶的原因進(jìn)行檢查。采取有效的措施來降低回帶量。

⑤在施工過程中，要注意時(shí)刻保護(hù)塑料排水板的濾膜，盡量避免損壞。這樣就可以有效的避免淤泥進(jìn)入板芯。一旦淤泥進(jìn)入，就會(huì)對(duì)輸水孔產(chǎn)生一定程度的堵塞，導(dǎo)致排水效果大幅度降低。

⑥在進(jìn)行排水板的施插工作時(shí)，要注意板頭的長度，當(dāng)完成施插工作并且切斷之后，要保證露出砂墊層的板頭長度達(dá)到一定的標(biāo)準(zhǔn)。這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)通常是不能小于15厘米。并且要對(duì)插管的孔洞進(jìn)行及時(shí)采用中粗砂回填。

⑦在施打過程中，可能會(huì)遇到一些地下障礙物。如果碰到的地下障礙物導(dǎo)致施打過程無法繼續(xù)，就應(yīng)該重新選擇施打排水孔的位置。

3 堆載預(yù)壓

堆載預(yù)壓的回填料采用工程陸域后方山體開山土石混填，塊石≤100kg。采用自卸汽車和推土機(jī)聯(lián)合作業(yè)，逐級(jí)堆載填筑，分5級(jí)回填加荷，回填至設(shè)計(jì)標(biāo)高分3級(jí)回填加荷，填筑層采用震動(dòng)碾壓達(dá)到壓實(shí)度要求，超載預(yù)壓荷載分別為堆場(chǎng)三級(jí)，護(hù)岸擋土墻為一級(jí)，每一級(jí)加載厚度為1.0m，分二層填筑，每層填筑厚度不得超過0.5m。第一級(jí)第一層回填施工中要注意對(duì)砂墊層的保護(hù)，采用輕型施工機(jī)械，每級(jí)填筑時(shí)間為20天，其中堆載8天，靜壓12天，填筑速率控制標(biāo)準(zhǔn)為：填筑時(shí)平均沉降量應(yīng)≤15mm/d，孔隙水壓力值/附加荷載值≤0.5，水平位移≤5mm/d，超過標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)應(yīng)放緩回填速度或暫定回填，待觀測(cè)穩(wěn)定后再行回填。

①按設(shè)計(jì)要求測(cè)放中心線、邊線和高程控制樁，堆載范圍按設(shè)計(jì)要求，不得小于設(shè)計(jì)輪廓斷面。

②堆載時(shí)應(yīng)由海測(cè)向岸方向回填，嚴(yán)格控制加載速率，回填厚度等等。同時(shí)還要注意堆載預(yù)壓土的填筑速率，使填筑速率滿足之前的設(shè)計(jì)要求。

③當(dāng)堆載預(yù)壓時(shí)間和沉降量達(dá)到事先規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)之后，就依據(jù)相關(guān)的觀測(cè)資料，由建設(shè)單位組織設(shè)計(jì)、監(jiān)理、施工單位共同研究確定卸載時(shí)間，完成卸載。

④在施工的過程中，應(yīng)該對(duì)相關(guān)的沉降觀測(cè)設(shè)備進(jìn)行充分的保護(hù)，避免損壞監(jiān)測(cè)設(shè)備。

⑤對(duì)具體的施工過程要進(jìn)行實(shí)時(shí)的動(dòng)態(tài)監(jiān)控，如果發(fā)現(xiàn)有任何異常的情況，都應(yīng)該及時(shí)匯報(bào)，研究解決方案。

4 施工監(jiān)測(cè)

① 施工沉降觀測(cè)

砂墊層施工完成后埋設(shè)沉降板，按每2000m2一塊布置，板底采用為1.0*1.0m2，厚度1cm的鋼板，板上焊接沉降桿采用可以接長的鍍鋅鋼管，每節(jié)長度1.0-1.5m，連接到堆載預(yù)壓層頂面以上1m為止，外面采用大的鋼管管套保護(hù)?；靥疃演d施工過程中要求每天觀測(cè)2次，恒載期每天觀測(cè)1次，卸載后每3天觀測(cè)1次，直到經(jīng)檢驗(yàn)地基沉降達(dá)到穩(wěn)定后方可結(jié)束觀測(cè)。

②水平位移觀測(cè)

在加固區(qū)邊緣要埋設(shè)測(cè)斜孔，進(jìn)行邊樁水平位移控制，水平位移每晝夜按不大于5mm控制，每天觀測(cè)1次。

③孔隙水壓力的觀測(cè)

要埋設(shè)相關(guān)的觀測(cè)設(shè)備，觀測(cè)設(shè)備的選擇孔隙水壓力計(jì)。埋設(shè)觀測(cè)設(shè)備的目的主要是用來對(duì)淤泥的固結(jié)變形情況進(jìn)行觀測(cè)，除此之外，還可以觀測(cè)到水位變化的情況以及孔隙水壓力減小過程遵循的規(guī)律。

5 施工效果

通過工后勘察，本工程采用塑料排水板堆載預(yù)壓軟基加固施工方法，根據(jù)實(shí)測(cè)沉降數(shù)據(jù)計(jì)算軟基的固結(jié)度達(dá)到90%以上，堆場(chǎng)沉降較為均勻，殘余沉降量小于20cm，達(dá)到設(shè)計(jì)要求，但護(hù)岸結(jié)構(gòu)物存在較為明顯的不均勻沉降，設(shè)計(jì)上預(yù)載時(shí)間比陸域堆場(chǎng)要短60天，荷載少2級(jí)（少2m），且堆載的范圍僅為擋土墻位置，未延伸至整個(gè)護(hù)岸，對(duì)加固效果造成一定的影響，但總體加固效果還是較為明顯的。

6 陸域軟基加固處理施工的控制重點(diǎn)及建議

①施工過程中對(duì)各環(huán)節(jié)的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要進(jìn)行嚴(yán)格控制。

②必須嚴(yán)格控制中粗砂的質(zhì)量，各項(xiàng)指標(biāo)必須滿足設(shè)計(jì)要求。施工過程中避免砂面受淤泥污染，有污染應(yīng)及時(shí)換填。

③避免塑料排水板板頭出現(xiàn)被涌泥埋等情況，塑料排水板插打垂直度、深度必須保證達(dá)到設(shè)計(jì)要求度，保證豎向排水效果；

④堆載預(yù)壓要嚴(yán)格控制加荷速率，加強(qiáng)觀測(cè)，保證地基及岸坡穩(wěn)定，保證堆載預(yù)壓的時(shí)間。

⑤加強(qiáng)施工過程的監(jiān)測(cè)，及時(shí)整理相關(guān)數(shù)據(jù)，分析相關(guān)關(guān)系曲線，推算固結(jié)度和變形量，分析處理加固效果，為確定堆載時(shí)間提供充分的科學(xué)依據(jù)。

7 結(jié)語

對(duì)于軟土地基的處理有很多方法。處理措施方案選擇應(yīng)根據(jù)工程自然概況、工程地質(zhì)、使用要求、投資規(guī)模及工期要求等情況綜合考量，不同的方法都有相應(yīng)的適用范圍，塑料排水板聯(lián)合堆載預(yù)壓加固軟基的方法比較適用于堆載料來源方便和工期較為充裕的工程，各種軟基加固的施工方法都要注意加強(qiáng)施工過程的質(zhì)量控制和施工效果監(jiān)測(cè)。

參考文獻(xiàn)

[1]趙明華.土力學(xué)和基礎(chǔ)工程[M].武漢工業(yè)大學(xué)出版社，2000.