分區(qū)循環(huán)堆載預(yù)壓在灘涂地基處理的應(yīng)用研究

祝 云 琪

(寶鋼工程技術(shù)集團(tuán)有限公司，上海 201999)

分區(qū)循環(huán)堆載預(yù)壓在灘涂地基處理的應(yīng)用研究

祝 云 琪

(寶鋼工程技術(shù)集團(tuán)有限公司，上海 201999)

以某大型鋼鐵廠新近圍圈一灘涂地基處理為例，根據(jù)場地的地質(zhì)特征、土方資源分布及項目規(guī)劃情況，提出了三種地基處理方案，通過比選，選取了分區(qū)循環(huán)堆載預(yù)壓處理方案，經(jīng)監(jiān)測檢驗，說明采用該地基處理方法效果較好，為其他類似工程提供了參考依據(jù)。

灘涂，分區(qū)循環(huán)堆載預(yù)壓，地基處理

0 引言

某大型鋼鐵廠新近吹填一塊面積約107萬m2的灘涂以進(jìn)行土地儲備，吹填材料主要為砂，于2006年年底吹填完成。該區(qū)域迄今已有幾個項目完成建設(shè)，后續(xù)項目將陸續(xù)展開。當(dāng)前每個項目的地基處理都是結(jié)合項目進(jìn)行的，在操作之中主要存在以下問題：1)地基處理周期短，工期壓力大，地基處理費用較高；2)各個項目的地基處理各自為政，為區(qū)塊之間的銜接、資源調(diào)配等造成一定的不便。

另廠區(qū)近幾年的工程建設(shè)，有近數(shù)十萬立方米的廢棄土方需要處置，而且部分土方就堆置在該灘涂內(nèi)，如將這些土方運出廠外，費用不菲，能否將這些土方用于灘涂區(qū)域進(jìn)行地基處理，是廠方十分關(guān)心的一個問題，為此有必要對灘涂區(qū)域的地基處理進(jìn)行總體規(guī)劃。本文根據(jù)場地的地質(zhì)特征、廠區(qū)的土方資源分布及項目規(guī)劃情況，提出以廠區(qū)現(xiàn)有的廢棄土方作為堆載預(yù)壓料，對場地分區(qū)循環(huán)進(jìn)行堆載預(yù)壓處理。

1 灘涂地基處理方案

1.1 地質(zhì)分析

該場地由上至下的土層分布情況為：①1-1雜填土，厚度約3.0 m，①3吹填土，厚度約4.0 m，③3淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土，厚度約4.0 m，④淤泥質(zhì)粘土，厚度約14.0 m，⑤1-1粘土。粘土層⑤1-1以下為較好土層。

1.2 地基處理的必要性

由于灘涂區(qū)域?qū)儆诖堤罴盎靥钚纬?，吹填土、素填土等均為外加荷載。將對下部的淤泥質(zhì)土產(chǎn)生較大的沉降。根據(jù)分層總和法，得出軟弱土層的總沉降約為1.3 m，雖然吹填已完成一段時間，但整個場地預(yù)計仍將有1.0 m左右的沉降，另由于吹填土層比較松散，地基承載力不足，故場地必須進(jìn)行地基處理。

1.3 加固方案比選

適合本場地的地基處理方法主要有兩大類：一類為復(fù)合地基法；第二類為排水固結(jié)法，如堆載預(yù)壓法、降水預(yù)壓和真空預(yù)壓法等。由于本場地填土較厚，采用復(fù)合地基處理費用相對較為昂貴，顯然不適合；如采用降水預(yù)壓和真空預(yù)壓時，需在加固土體內(nèi)或地表形成負(fù)壓，由于土體內(nèi)存在較厚的砂層，維持較高的真空度比較困難，故也不推薦采用；而堆載預(yù)壓是以土石方作為預(yù)壓荷載，待場地內(nèi)土體的固結(jié)度達(dá)到要求后，再卸載，該方法不用水泥、砂、電，且由于現(xiàn)有廠區(qū)已經(jīng)儲備了一定的土石方，故采用堆載預(yù)壓法是本場地地基處理最經(jīng)濟(jì)、最合理的方式。本場地最終決定采用堆(超)載預(yù)壓法對灘涂圍圈區(qū)域進(jìn)行地基處理。

2 灘涂區(qū)域地基處理總體策劃

2.1 分區(qū)循環(huán)堆載預(yù)壓地基處理方案

地基處理主要方法確定后，可以通過以下3個方案實現(xiàn)：

1)方案1：一次性總體處理，插入塑料排水板，然后一次性將場平填土及堆載預(yù)壓所需的土方運入，待地基處理完成后，多余土方拉出場地。2)方案2：按項目進(jìn)行處理，每上一個項目，進(jìn)行該項目的土方及地基處理，其他項目的地基處理暫不考慮。3)方案3：分區(qū)循環(huán)堆載預(yù)壓地基處理。經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)綜合考慮后，故推薦方案3。

2.1.1 方案描述

將整個灘涂劃分為A～F共6個子區(qū)域。首先將項目較為緊急的劃為A區(qū)先行處理，然后根據(jù)項目進(jìn)度，分區(qū)分階段進(jìn)行處理，堆載土方就利用廠區(qū)內(nèi)廢棄土方，循環(huán)使用。土方循環(huán)使用規(guī)劃如圖1所示。

2.1.2 分區(qū)原則

1)為保證處理效果，盡可能按將來的生產(chǎn)單元分區(qū)；2)為降低投資，土方倒運總量最小化，并減小運輸距離；3)分區(qū)與場地已有填土相結(jié)合的原則。

2.2 方案對比

方案1：優(yōu)點：1)處理效果佳，場地不均勻沉降較小；2)后期項目實施時工期充裕；3)總體造價較低，僅僅多了塑料排水板的費用，故總體造價相對較低。缺點：1)初期投入較大；2)部分土方進(jìn)入場地后，需再次運出；另一方面，場地將喪失土方臨時存放場的功能；3)針對性不足。方案2：優(yōu)點：1)資金壓力相對較?。?)針對性較強(qiáng)。缺點:1)工期壓力大，由于堆載預(yù)壓需要較長的時間，將給每個項目都會帶來較大的工期壓力；2)效果相對較差，由于工期較短，勢必給處理效果帶來隱患，不均勻沉降較大；3)造價高。方案3：優(yōu)點：1)處理效果好；2)地基處理費用較低，前一分區(qū)的卸載土方可直接用于后一分區(qū)的堆載土方，避免按項目處理時，堆載與卸載均需計費的弊端；3)工期壓力??；4)廢棄土方得以綜合利用，既可保證足夠的地基處理預(yù)壓料，又不需外運土方；5)場地功能不喪失;6)針對性強(qiáng)，對于荷載不同的區(qū)域，分別采用不同的堆載高度或預(yù)壓時間。缺點：管理要求較高，需各方的密切配合。

按方案3，則總體造價約為8 726萬元，平均單價約為127元。相對于方案1，可節(jié)省造價4 024萬元左右。方案2的總體費用大于方案1，更要遠(yuǎn)大于方案3。

3 監(jiān)測與檢測

采用循環(huán)堆載預(yù)壓處理時，該灘涂區(qū)域的典型沉降歷時曲線如圖2所示，從圖中可以發(fā)現(xiàn)經(jīng)過9個月左右的堆載預(yù)壓，該區(qū)域的沉降平均在700 mm左右，卸載時平均固結(jié)度達(dá)到0.8以上，既達(dá)到了減小場地沉降的要求，又可消耗廢棄土方約60萬m3，運出場外的廢棄土方大量減小。

卸載后，采用1.0 m×1.0 m的載荷板對地基進(jìn)行靜載試驗，靜載試驗結(jié)果如圖3所示，從圖中可以發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過地基處理后，場地的地基承載力特征值達(dá)到80 kPa以上，說明地基處理效果較好。

4 結(jié)語

通過本工程場平與地基處理相結(jié)合，可以得到以下結(jié)論：

1)對于含有軟土的吹填灘涂，采用堆載預(yù)壓對軟土進(jìn)行處理是合適的；

2)在場地有土體儲備的前提下，根據(jù)場地使用的前后次序，分區(qū)循環(huán)堆載，既可達(dá)到軟土處理的效果，又可極大地節(jié)省地基處理投資。

[1] 李 琳,王 清.大面積吹填軟土地基處理效果評價[J].水利水電科技進(jìn)展,2008,28(2):78-81.

[2] 曾四平.超載預(yù)壓在短工期條件下軟基處理中的應(yīng)用[J].山西建筑,2011，37(3):50-51.

Partiton cyclic preloding applied research in the tidal-flat area ground treatment

ZHU Yun-qi

(Bao Steel Engineering & Technology Group Co.， Ltd, Shanghai 201999, China)

Taking a tidal flat foundation treatment around a newly large steel plant as an example, according to the site geological characteristics, earthwork resource distribution and projects planning situation, put forward three kinds of foundation treatment scheme, through the selection, selected the partition cyclic preloading treatment scheme, through the monitoring inspection, illustrated using the foundation treatment method had good effect, provided references for similar engineering.

tidal flat, partition cyclic preloading, foundation treatment

1009-6825(2014)31-0079-03

2014-08-14

祝云琪(1980- )，女，博士，工程師

TU447

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