挖溝+翻曬+強(qiáng)夯聯(lián)合工藝在軟基處理中的應(yīng)用

馬文秀+葛玉祥+李森林+焦永偉

摘要：文章以吹填場地進(jìn)行場地預(yù)處理為例，針對該場地特點(diǎn)，通過多種可行方案的優(yōu)選最終采用了挖溝+翻曬+強(qiáng)夯的綜合施工工藝，經(jīng)第三方工后檢測表明，達(dá)到了預(yù)處理的目的，效果良好。通過該項(xiàng)目的成功實(shí)施，此種綜合施工工藝在大部分吹填場地進(jìn)行淺層預(yù)處理是可行的，它不僅節(jié)約了工期，還能節(jié)省工程造價(jià)，場地適宜時(shí)值得引薦并推廣。

關(guān)鍵詞：吹填區(qū)預(yù)處理；挖溝；翻曬；強(qiáng)夯；軟基處理 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

中圖分類號：U213 文章編號：1009-2374（2016）32-0109-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.32.054

目前關(guān)于軟土地基處理的方法主要有換填法、拋石擠淤法、爆破擠淤法、堆載預(yù)壓法、化學(xué)加固法等，每種方法均有各自的使用條件及優(yōu)缺點(diǎn)；而針對新近吹填的圍海造地場地的預(yù)處理而言，結(jié)合吹填場地的特點(diǎn)又可采用強(qiáng)夯法、真空排水固結(jié)法、動靜力排水固結(jié)法及排水聯(lián)合振沖法等多種方法?；谲浕幚淼姆椒ǘ喾N多樣，達(dá)到同樣的地基處理目的可能同時(shí)有多種方法，但不同的方法所用的工期和產(chǎn)生的費(fèi)用差異巨大。鑒于此，針對某一特定場地而言，確定選擇最佳的地基處理方案尤為關(guān)鍵，尤其是工程量較大時(shí)，最佳方案不僅能節(jié)約時(shí)間，而且還能產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益。本文以“京冀曹妃甸協(xié)同發(fā)展示范區(qū)某項(xiàng)目”的場地的淺層預(yù)處理為例，通過方案對比，確定了適合該場地的最優(yōu)預(yù)處理方案為挖溝+翻曬+強(qiáng)夯的綜合施工工藝，為本項(xiàng)目節(jié)約投資近三千萬元，節(jié)約工期三個(gè)月以上。

1 工程概況

京冀曹妃甸協(xié)同發(fā)展示范區(qū)（產(chǎn)業(yè)先行啟動區(qū)）位于曹妃店工業(yè)區(qū)北區(qū)，實(shí)際土地整理面積為189.14萬m2，根據(jù)地勘資料將本工程劃分為A、B、C三個(gè)區(qū)域，其中A區(qū)淺層土質(zhì)以淤泥為主，含少量砂質(zhì)，厚度0.7～4m，含水量高，面積為33.04萬m2；B區(qū)土質(zhì)差異性較大，吹填土、淤泥質(zhì)土和粉土在區(qū)域內(nèi)呈不規(guī)則分布，面積約62.97萬m2（其中B1區(qū)淺層為淤泥，層厚1～5m，面積約20.99萬m2，其他區(qū)域?yàn)锽2區(qū)）；C區(qū)淺層主要為吹填土，土質(zhì)較好，但地下水位較高，面積約為93.13萬m2。

按業(yè)主要求，場地預(yù)處理后平均標(biāo)高為4.5m，地基承載力特征值fak≥60kPa，設(shè)計(jì)單位對不滿足該要求的區(qū)域擬采用真空預(yù)壓或明排聯(lián)合振沖法來處理。

2 工程地質(zhì)及水文地質(zhì)條件

2.1 工程地質(zhì)條件

根據(jù)勘察資料，場地地基土主要由第四紀(jì)全新世海相沉積和第四紀(jì)上更新世海陸交互沉積的黏性土、粉土、砂類土和人工吹填土所組成，其中淺部地層巖性如下：

人工吹填土①層：主要為場區(qū)內(nèi)圍海造地吹填形成的，灰褐～褐色，成分以粉土、細(xì)砂為主，含貝殼碎片，松散-稍密，普遍分布，層厚1.0～5.0m，地基承載力特征值為70kPa。

淤泥②層：灰-灰黑色，流塑，飽和，含有機(jī)質(zhì)，貝殼碎片，有腥臭味，局部可見灰綠色的條紋，普遍分布，層厚0.9～6.0m，地基承載力特征值為30kPa。

粉土②1層：灰-灰黑色，飽和，含有機(jī)質(zhì)，貝殼碎片，有腥臭味，局部可見灰綠色的條紋。松散，普遍分布，層厚1.0～5.0m，地基承載力特征值為90kPa。

2.2 水文地質(zhì)條件

本場地在吹填之前被海水淹沒，經(jīng)吹填使地面抬高，地下水位埋深為0.5～1.3m，標(biāo)高為2.25～6.21m。

3 施工方案的確定

根據(jù)勘察資料及處理目的，該場地進(jìn)行預(yù)處理主要是提高②層淤泥層的力學(xué)性能，以滿足項(xiàng)目的進(jìn)場條件?；诖?，設(shè)計(jì)院提出了真空預(yù)壓、固化及明溝排水聯(lián)合振沖等方案，這些方案雖工藝可行，但工期長、造價(jià)高。我公司借鑒曹妃甸類似場地的成功經(jīng)驗(yàn)，依靠對吹填區(qū)域淤泥層處理技巧的掌握，提出該場地條件下進(jìn)行預(yù)處理的最佳方案應(yīng)為“挖溝+翻曬+強(qiáng)夯”的綜合施工工藝。經(jīng)多次論證，由于該方案造價(jià)低、工期短、優(yōu)勢明顯，且有成功案例，最終被采納并實(shí)施。以下針對A區(qū)進(jìn)行詳述施工過程，其他區(qū)略。

4 施工工藝及有關(guān)技術(shù)要求

4.1 施工工藝

“挖溝+翻曬+強(qiáng)夯”聯(lián)合工藝的主要施工順序?yàn)椋洪_挖明溝降排水→開挖堆堆翻曬→根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況，場地標(biāo)高較低或淤泥含量較高時(shí)需局部回填砂→平整場地（回填次溝、主溝不回填）→強(qiáng)夯點(diǎn)夯兩遍，滿夯一遍→場區(qū)內(nèi)主溝回填并強(qiáng)夯，平整場地、碾壓。

4.2 有關(guān)技術(shù)要求

4.2.1 明溝開挖、降水。

第一，水溝開挖的技術(shù)參數(shù)：主溝：間距40m，深度2.5m，坡度1∶1.5，底寬1.5m；次溝：間距20m，深度2.0m，坡度1∶10，底寬1.0m。

第二，降水、翻曬：（1）在場地四周開挖的主排水溝與河道連接，并向河道方向形成一定的坡度，以便于地基土中排出的地下水順坡自流；（2）在場地內(nèi)主溝之間開挖次溝，使之與主溝相互貫通，形成引水通道，通過引水通道流入主排水溝，同時(shí)加強(qiáng)排水溝及引水通道的及時(shí)清淤工作；（3）積水嚴(yán)重區(qū)域可采用人工和機(jī)械組合方法，開挖深集水坑，使用抽水泵持續(xù)將集水坑中的積水通過排水溝強(qiáng)排出場區(qū)，避免積水因地勢原因回流或浸泡四周地基土；（4）主次溝開挖后，為節(jié)約工期，提高地下水的排水效果，淤泥區(qū)域的溝間土采取挖土晾曬以加強(qiáng)場地表層土的水分蒸發(fā)，翻曬3遍，每遍翻曬一周以上。

4.2.2 局部回填砂。場地內(nèi)局部淤泥含量較高時(shí)，需回填粉砂、粉細(xì)砂，厚度不應(yīng)小于0.5m，不含植物殘?bào)w、垃圾等雜質(zhì)且含泥量不得超過5%。

4.2.3 地基強(qiáng)夯。

第一，施工參數(shù)。

點(diǎn)夯：間距：6m×6m；四個(gè)點(diǎn)夾一個(gè)點(diǎn)形成梅花型布置；夯擊遍數(shù)：點(diǎn)夯兩遍，夯擊能：2000kN·m；夯擊擊數(shù)：第一遍點(diǎn)夯3～5擊，第二遍點(diǎn)夯5～8擊。

滿夯：夯擊能1000kN·m，一遍一擊，錘印搭接1/4錘底面積；每遍間隔時(shí)間暫定為3天（視孔隙水消散情況調(diào)整）。

第二，強(qiáng)夯工藝流程。①清理并平整場地→②標(biāo)出第一遍夯點(diǎn)位置并測量場地高程→③起重機(jī)就位，夯錘置于夯點(diǎn)位置→④測量夯前錘頂高程→⑤起吊夯錘到預(yù)定高度，開啟脫鉤裝置，待夯錘脫鉤自由下落后放下吊鉤，測量錘頂高程→⑥重復(fù)第⑤步驟，按設(shè)計(jì)規(guī)定的夯擊次數(shù)及收錘標(biāo)準(zhǔn)，完成一個(gè)夯點(diǎn)的夯擊→⑦換夯點(diǎn)，重復(fù)第③～⑥步驟→⑧用推土機(jī)將夯坑填平，并測量場地高程→⑨在滿足遍夯間歇時(shí)間后，按上述步驟逐次完成全部夯擊遍數(shù)，并測量夯后場地高程。

4.2.4 振動碾壓。振動壓路機(jī)穩(wěn)壓1遍，振動碾壓3～4遍，壓路機(jī)一個(gè)來回為一遍，每遍碾壓間隔時(shí)間不小于4小時(shí)，碾壓搭接寬度不小于30cm，相鄰碾壓遍間采用正交行駛方向交錯(cuò)碾壓。采用振動壓路機(jī)最大激振力不小于340kN，振動頻率為28～35Hz。

5 完成的主要工作量

本工程施工范圍包括溝槽開挖、機(jī)械翻曬、強(qiáng)夯、機(jī)械碾壓、排水、降水、挖一般土方、回填方、場地移交、施工現(xiàn)場清理等。包括為完成上述工作所采取的一切措施。本工程工作量如表1所示：

6 質(zhì)量控制要點(diǎn)

（1）施工前，首先對甲方提供的坐標(biāo)點(diǎn)進(jìn)行復(fù)測，同時(shí)平整場地并測量地面標(biāo)高，然后定位放線；（2）所有施工設(shè)備進(jìn)場前先進(jìn)行檢驗(yàn)、檢測，確保設(shè)備進(jìn)場后能馬上投入施工，以免影響后續(xù)施工計(jì)劃；（3）及時(shí)掌握現(xiàn)場施工進(jìn)度，按業(yè)主要求及時(shí)增減施工設(shè)備；（4）溝槽開挖嚴(yán)格按設(shè)計(jì)的尺寸，有坍塌、堵塞情況出現(xiàn)時(shí)及時(shí)進(jìn)行清理，保證溝槽的貫通及時(shí)排出積水；（5）翻曬的深度和遍數(shù)要達(dá)到設(shè)計(jì)的要求，多方面搜集氣象資料并做好預(yù)報(bào)，避開雨天施工；（6）配備充足的備用排水設(shè)備，以保證達(dá)到場地的排水、降水要求，將場地內(nèi)的水及時(shí)排出。設(shè)備出現(xiàn)故障及時(shí)維修并安置備用設(shè)備，保證正常施工；（7）碾壓設(shè)備型號及碾壓次數(shù)要達(dá)到設(shè)計(jì)要求，保證碾壓后場地平整；（8）回填方施工時(shí)，保證將淤泥全部挖除，確保回填料的質(zhì)量達(dá)到要求；（9）強(qiáng)夯時(shí)將夯錘起吊至預(yù)定高度后脫錘，夯擊地面，測量錘頂面標(biāo)高，計(jì)算單擊夯沉量，如此反復(fù)，當(dāng)達(dá)到設(shè)計(jì)夯擊數(shù)及最后兩擊平均夯沉量滿足規(guī)范及設(shè)計(jì)要求后，方可移機(jī)；（10）滿夯施工時(shí)，嚴(yán)格控制夯擊數(shù)、保證夯錘落距和夯印搭接≥1/4錘底面積。

7 工程檢測

施工結(jié)束以后，建設(shè)單位委托具備檢測資質(zhì)的第三方對項(xiàng)目進(jìn)行了工后檢測，測試方法包括靜載荷試驗(yàn)、重型動力觸探、標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)等手段，試驗(yàn)數(shù)量滿足規(guī)范要求，試驗(yàn)結(jié)果均滿足了設(shè)計(jì)要求，達(dá)到了預(yù)處理目的。

8 結(jié)語

本項(xiàng)目進(jìn)行的場地預(yù)處理，主要是針對吹填造陸時(shí)產(chǎn)生的淤泥特性，采用了挖溝+翻曬+強(qiáng)夯的綜合施工工藝，處理后地基承載力大于60kPa，滿足了進(jìn)場需要。由于該工藝的核心是排水，即采取各種措施擠出淤泥里面的水，無論明排、晾曬還是強(qiáng)夯均以此為目的，只要水能出來，問題就能解決。因此，該工藝的唯一缺陷就是受天氣影響很大，施工期應(yīng)盡量避開雨季，除此之外較其他方法具明顯優(yōu)勢，操作簡單、工期短、造價(jià)低是其典型特征。

作者簡介：馬文秀（1985-），男，河北保定人，中勘冶金勘察設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司助理工程師，研究方向：巖土工程方面的地基處理施工；葛玉祥（1979-），男，河北保定人，中勘冶金勘察設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司高級工程師，注冊巖土工程師，一級建造師，研究方向：巖土工程方面的勘察、設(shè)計(jì)、施工。

（責(zé)任編輯：小 燕）