塑料排水板與砂樁聯(lián)合堆載在濱海吹填軟基中的應用

王 聯(lián) 星

(中交三航局廈門分公司，福建 廈門 361006)

塑料排水板與砂樁聯(lián)合堆載在濱海吹填軟基中的應用

王 聯(lián) 星

(中交三航局廈門分公司，福建 廈門 361006)

結合某項目的軟基處理工程實際，介紹了塑料排水板與砂樁聯(lián)合堆載工藝，通過分析監(jiān)測及檢測結果，評估了軟基處理效果，闡明了該工藝在工程中的適應性，為吹填軟基地基處理技術的提高提供參考。

軟基處理，塑料排水板，擠密砂樁，堆載預壓

1 工程概況

1.1 工程概述

汕頭市東部城市經(jīng)濟帶處在汕頭市韓江三角洲網(wǎng)河出海口門區(qū)域，項目以河口治理、海堤建設為切入點，規(guī)劃面積24 km2。工程分為三大片區(qū)：汕頭港防砂堤至新津河口(新津片區(qū))、新津河口至外砂河口(新溪片區(qū))、外砂河口至萊蕪島(塔崗圍片區(qū))，三大片區(qū)沿海岸修筑封閉的海堤，然后在封閉圍區(qū)內填砂土造地，再進行規(guī)劃建設。由于場區(qū)內為新近吹填砂造陸，且瀕臨海岸本身地質條件復雜，物理力學性能較差，因此必須對軟弱地基處理后才能進行道路的規(guī)劃建設。為合理選擇軟基處理工藝，在項目中布置了軟基處理試驗段，其中采用塑料排水板與砂樁聯(lián)合堆載工藝的試驗段長150 m，寬70 m，面積為10 500 m2。

1.2 地層條件

該項目處理前地基為新近吹填砂造陸，據(jù)勘察資料可見地層上部為吹填中粗砂，下臥淤泥質土，沉積軟土的分布性狀和厚度差異很大，結構復雜。塑料排水板與砂樁聯(lián)合堆載工藝試驗段地層情況如下：1)④1層以上主要為吹填砂層，中等～嚴重液化，需采取必要的措施，消除砂土液化，該層以上總厚度6 m～8 m；2)④1淤泥質粘土層，具有一定厚度且埋深較大，具有高含水量、大孔隙比、高壓縮性、低承載力等特性，在長期荷載作用下會有較大沉降及不均勻沉降，因此，需采取措施提前完成此層的工后沉降，該層厚度約11 m～13 m；3)④1層以下為粘土、粉質粘土、中粗砂層，具有較高的承載力特征值。

1.3 處理目標

該地基處理后用于市政道路建設，設計提出的處理目標是：

1)表層工后沉降推算值小于20 cm；2)處理后砂土液化指數(shù)不大于8；3)地基表面承載力特征值不小于120 kPa。

2 施工工藝流程及設計參數(shù)

1)工藝流程見圖1。

2)設計參數(shù)見表1。

3 工藝的加固機理

利用塑料排水板作為豎向排水通道，在排水板施工振動及堆載加載的影響下下臥淤泥層中的孔隙水壓力上升，水分沿著排水板排入上覆的砂層，通過集水井排出場地，使得淤泥達到排水固結效果；砂樁主要對上覆吹填砂層進行處理，增加砂層密實性的同時消除砂土液化。

表1 施工設計參數(shù)表

4 施工控制要點

1)嚴格控制塑料排水板搭設深度及間距。

2)控制砂樁填料方量及樁管上拔速度，防止填料不足或上拔過快導致短樁、斷樁情況發(fā)生。

3)控制堆載施工速率，防止加載過快導致瞬時沉降過大，造成地基失穩(wěn)。

4)及時采集、分析監(jiān)測數(shù)據(jù)，控制施工速度、了解軟基處理效果，指導堆載、卸載等施工節(jié)點。

5 監(jiān)(檢)測數(shù)據(jù)及分析

5.1 工后沉降分析

從塑料排水板施打完成后開始記錄沉降數(shù)值，累計觀測213 d，根據(jù)所監(jiān)測得到的數(shù)據(jù)資料，采用三點法、雙曲線法、Asaoka法三種方法預測地基的最終沉降量，推算在現(xiàn)有施工條件下的殘余沉降值，具體計算結果見表2。

表2 沉降計算結果表 mm

由表2可見，采用三點法、雙曲線法、Asaoka法三種計算方法推算的工后沉降量均滿足小于20 cm的設計目標。

5.2 飽和砂層抗液化能力分析

采用標準貫入試驗對砂土液化進行判別，試驗段共進行了3個孔的標準貫入試驗，依據(jù)現(xiàn)場標貫及試樣參數(shù)實測值，分別采用JTG TB02—01—2008公路橋梁抗震設計細則和GB 50011—2010建筑抗震設計規(guī)范中簡述的規(guī)范評判方法，判別場地中淺層飽和砂土的抗液化能力。兩種規(guī)范判別淺層飽和砂的抗液化能力一致，經(jīng)過施工處理后，淺層飽和砂由中等～嚴重液化改變?yōu)檩p微液化。3個標貫孔的液化指數(shù)均不大于8，滿足設計目標。統(tǒng)計結果見表3。

表3 標準貫入試驗砂土液化統(tǒng)計表

5.3 十字板剪切試驗統(tǒng)計分析

分別統(tǒng)計軟基處理前后相同孔位相同標高處軟土層的十字板抗剪強度指標，評價軟土地基處理效果。處理前后十字板抗剪強度指標見表4。

表4 處理前后十字板抗剪強度指標表

由表4可見，在完成堆載施工后，軟土層的十字板剪切強度有明顯地提高，提高幅度為37.39%，軟土層強度得到有效地提高。

5.4 靜載荷試驗分析

卸載完成并平整場地后，沿中線布設2個點位進行靜載荷試驗，最大加載值240 kPa。試驗結果見表5。

表5 靜載荷試驗結果表

土體最大變形量為22.38 mm，載荷試驗p—s曲線未出現(xiàn)拐點，土體未發(fā)生局部剪切破壞，表明極限荷載大于240 kPa，淺層承載力特征值不小于120 kPa，滿足設計目標。

6 結語

1)由監(jiān)(檢)測數(shù)據(jù)及分析可見，該吹填地基處理試驗段經(jīng)塑料排水板與砂樁聯(lián)合堆載施工完成后，沉降已趨于穩(wěn)定，軟土層的剪切強度得到大幅提升，推算的表層工后沉降量遠小于20 cm，淺層飽和砂層由中等～嚴重液化改變?yōu)檩p微液化～不液化，淺層承載力特征值不小于120 kPa，達成設計目標。

2)濱海吹填軟基往往具有飽和砂層、淤泥層共存的情況，塑料排水板與砂樁聯(lián)合堆載施工可同時對這兩種軟弱土層進行處理，具備節(jié)約工期且經(jīng)濟可行的特點，在該類項目中有一定的借鑒意義。

3)鑒于吹填軟基土層的復雜性，對于不同工程不同的地質條件，選擇工藝時必須要通過試驗段的施工并經(jīng)監(jiān)(檢)測分析確定其適用性及相關施工參數(shù)。

[1] 青島市濱海公路建設指揮部.青島濱海公路深厚軟基處理關鍵技術研究報告[R].2003.

[2] 劉玉卓.公路工程軟基處理[M].北京：人民交通出版社，2003.

On application of surcharge load with plastic drainage plate and sand piles in coastal dredging-reclamation soft foundation

Wang Lianxing

(XiamenBranchofCCCCNo.3HarborBureau,Xiamen361006,China)

Combining with the soft foundation treatment project of some program, the paper introduces the craft of the surcharge load with plastic drainage plate and sand piles, evaluates the soft foundation treatment effect according to the analysis, monitoring and test results, and illustrates the workability of the craft in the project, so as to provide some reference to enhance the treatment of the dredging-reclamation foundation.

soft foundation treatment, plastic drainage plate, sand drain, surcharge load preloading

2015-04-25

王聯(lián)星(1983- )，男，工程師

1009-6825(2015)19-0070-03

TU445

A