盧飛楠++王海建++吳超

[摘 要]隨著吹填和軟土地基處理在圍墾造地上的廣泛應用，研究和探討工程施工各階段土體物理力學性質的變化成為工藝改進的基礎。本文通過對吹填及軟基處理工程各階段土體物理力學性質的比較，分析其變化過程，旨在探索一般性規(guī)律，用以指導工藝改進和后續(xù)工程。

[關鍵詞]吹填；軟基處理；物理力學性質；比較

中圖分類號：TU470 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）09-0161-02

1、引言

目前國內沿海城市都在進行圍墾開發(fā)，圍區(qū)建成后一般使用吹填加軟基處理的方式進行處理，此法可以有效利用河口疏浚產生的棄土，產生比較客觀的經濟效益。隨著類似工程數(shù)量增加和規(guī)模的不斷擴大，通過改進工藝來降低施工成本，提高施工效率并且保證施工質量，成為競爭者不斷的追求。本文結合浙南某吹填及軟基處理工程，分析和比較各階段土體物理力學性質的變化，得出結論。該區(qū)域的地質條件在浙南沿海地區(qū)具有較強代表性，研究的結果具有一定的指導意義。

2、工程簡介

淤泥從海底吹至陸上，到固結完成，共經歷海相淤泥、吹填淤泥、淺層軟基處理土體三個時期，以下分別簡稱T0、T1、T2時期。

浙南地區(qū)某吹填及軟基處理工程總建設面積約為 200萬 m2，吹填土采用附近河口進港航道的疏浚土，軟基處理后平均標高不低于+3.50m（國家85高程，下同）。在工程的T0、T1、T2三個時期分別進行了取土樣試驗并測定其物理力學指標，本文對試驗結果進行統(tǒng)計比較分析，數(shù)據(jù)處理過程中已用正負三倍標準差法舍棄了帶有粗差的數(shù)據(jù)。

3、各時期物理力學性質

3.1 海相淤泥

工程吹填施工前，在取土區(qū)選取了5個點進行取土樣試驗，取土深度0～12m，共38個樣本，土樣物理力學性質見表1。

3.2 吹填淤泥和淺層軟基處理后土體

工程吹填至設計標高后，進行排水晾曬。淤泥吹填完成時呈泥漿狀，落淤過程經歷沉積與自重固結2個階段，待表層硬殼層基本形成，開始進行無砂墊層真空預壓軟基處理，恒載時真空泵負壓穩(wěn)定在85kPa，土體在外力作用下排水固結。

本工程吹填厚度在2.5～3.5m之間，在吹填完成后和軟基處理后分別隨機選取10個和170個點進行取土樣試驗，分別有30個和510個樣本，與吹填前試驗結果進行對比。根據(jù)結果可知：本工程吹填區(qū)的新近吹填淤泥工程性質很差，粒徑在0.075mm～0.05mm之間的粉粒含量為0.63%，粒徑小于0.05mm的黏粒含量99.33%，表明本工程吹填淤泥土顆粒很細，以黏粒為主，后期加固處理難度較大。

三個時期土體物理力學性質按取樣深度對比見表2。

由表2可以看出，淤泥在T0、T1、T2三個時期經歷了擾動、稀釋再固結等過程，含水量和孔隙比都大幅上升再大幅下降，最終土體趨于穩(wěn)定。本工程T0時期淤泥的含水量w和孔隙比e相對較低，T1時期的含水量也處在相對較低的水平。由此可判斷本取土區(qū)海相淤泥沉積時間較長，物理力學性質較穩(wěn)定。

4、計算、比較、分析

4.1 含水量與濕密度

根據(jù)表2可以看到，經過T0、T1和T2時期，含水量在吹填完成時達到最大值，而且w和ρ表現(xiàn)出一定的線性相關。

4.2 土方量

由土的三相關系[5]及

…………………①

…………………②

可得

Vs=V/（1+e） ………………③

其中：e為孔隙比，V為土的體積，Vv為土中氣相與液相體積之和，Vs為土中土顆粒體積。

海相淤泥、吹填淤泥及處理后土體的孔隙比分別為e0、e1、e2，計算取表4中的標準值，有e0=1.671，e1=2.492，e2=1.389，實測的三個時期土體體積如表3所示：

結合表3和③式可估算三個時期對應的的有效土顆粒的體積，見表4。

由表3、表4可得到三個時期的土方比例關系：

V0：V1：V2=1：1.33：0.81 …………④

Vs0：Vs1：Vs2=1：1.02：0.90 …………⑤

4.3 分析

4.3.1 實測土方量

本文使用南方Cass軟件計算表5中的實測土方量時并未考慮吹填淤泥加載到原灘面后產生的基礎沉降，如此吹填土方量V1會比真實值偏??；而地基處理后的土方體積V2受基礎沉降和地下水位變化等因素的綜合影響，其與真實值的大小關系確定需要比較復雜的論證。

④式中的V0：V1=1：1.33，不在經驗值1：1.6～1：1.8范圍內，原因在于本工程吹填淤泥的含水量比經驗值要低很多?？梢钥吹剑摴こ檀堤钔瓿梢粋€月后含水量平均值仍為144.5%，遠大于本工程的83.0%。

而導致本工程吹填淤泥含水量較低的原因，一方面在3.1中已提到本工程海相淤泥的含水量和孔隙比均小于其它地區(qū)，其可能影響吹填淤泥含水量偏低，另一方面從吹填區(qū)取土到實驗室試驗，不可避免會有水分缺失，這也會影響吹填淤泥的實測含水量。

4.3.2 有效土顆粒體積

⑤式中，假設Vs0為1.00份（量綱為立方米，下同），則Vs1為1.02份，Vs2為0.90份，Vs2

Vs1和Vs0近似相等，但Vs1>Vs0，在邏輯上可以理解為錯誤。其原因可能為： V0為船報挖方，其數(shù)值由施工船舶自帶的監(jiān)測設備根據(jù)采集的流量和濃度等指標計算得來，其精確性有待商榷；而測量開挖區(qū)的水深來計算挖方，則測區(qū)渾濁度太高，儀器測量水深存在較大誤差，另外河口區(qū)的泥沙回淤也給土方量測定帶來不小干擾。

5、結論

1.本工程所測得的溫州地區(qū)海相淤泥和吹填淤泥的含水量均相對較低。

2.淤泥在T0、T1、T2三個時期經歷了擾動、稀釋再固結等過程，含水量和孔隙比都大幅上升再大幅下降，最終土體趨于穩(wěn)定。

3.本工程T1、T2時期的w和ρ表現(xiàn)出一定的線性相關，對于工程所在地區(qū)該種土質在特定的含水量范圍（45%～90%）內可能存在的某種關聯(lián)，值得進行更廣泛的探討。

4.關于土方量測定，加載后的基礎沉降和地下水位變化等因素的綜合影響有待進一步研究。

5.基于含水量w、孔隙比e等物理指標的統(tǒng)計平均值，本文得到的土體體積比例關系對類似工程有一定的參考價值。

參考文獻

[1] 彭濤等. 吹填淤泥填海造陸技術在深圳地區(qū)的應用[J].水文地質工程地質，2001， （2）：68-72.