文/胡鵬 中交武漢港灣工程設(shè)計研究院有限公司 湖北武漢 430012

海工結(jié)構(gòu)新材料及維護加固技術(shù)湖北省重點實驗室 湖北武漢 430012

劉國寶　中交二航局第一工程有限公司 湖北武漢 430012

1、工程概況

福州港三都澳港區(qū)漳灣作業(yè)區(qū)10號泊位工程位于三都澳西北部、寧德市區(qū)東北方向約15km處， 9號泊位東側(cè)的延長線上。

本工程新建4萬噸級通用泊位1個及相應(yīng)的配套設(shè)施。前方場地陸域用地總面積為1.91萬m2，后方場地陸域用地總面積為7.56萬m2。地基處理施工范圍為前方陸域和后方陸域，深層軟基采用塑料排水板聯(lián)合堆載預(yù)壓工藝處理。

據(jù)現(xiàn)場調(diào)查和鉆孔揭露，除上部沖填土外，本場地主要地層有：第四系全新統(tǒng)沖海積層，巖性主要為淤泥、粉砂、中砂；第四系上更新統(tǒng)沖海積、沖洪積層，巖性主要為淤泥質(zhì)土、粉質(zhì)粘土、卵石、中細(xì)砂；第四系更新統(tǒng)殘積層，巖性為殘積(砂質(zhì))粘性土；底部為燕山期侵入巖花崗巖及其風(fēng)化層。

2、主要施工工藝

本工程軟基處理采用平鋪100cm中粗砂墊層做水平排水通道，垂直施打B型塑料排水板做構(gòu)筑豎向排水通道（排水板正方形布置，間距100cm），然后在砂墊層上部分級堆載一定厚度（5.50m厚）的土石方等壓載材料，下部土體加速沉降，快速排水固結(jié)，達(dá)到相對穩(wěn)定，具有一定的承載力。

施工工藝流程如下：

施工準(zhǔn)備→鋪設(shè)水平砂墊層→排水板施工→堆載預(yù)壓→施工監(jiān)測→卸載

2.1　施工材料和設(shè)備

砂墊層：中粗砂；不低于100cm厚

塑料排水板：B型，滿足相關(guān)規(guī)范要求；正方形布置，間距100cm，施打深度15-25m。

堆載預(yù)壓材料：開山土石方

施工設(shè)備：液壓插板機、履帶振動式插板機、2500液壓引孔機。

2.2　塑料排水板施工

（1）測量定位：用全站儀放線，確定邊線控制點，并用鋼尺標(biāo)記每根塑料排水板的位置；

（2）插板機就位：根據(jù)標(biāo)記，將插板機移至相應(yīng)樁位；調(diào)整插板機套管垂直度；并在相應(yīng)位置做好排水板插打深度標(biāo)記；

（3）安裝管靴和排水板：將塑料排水板穿過插板機套管，從套管下部引出，用專用管靴連接。

（4）插打與拔管：將插板機套管連同樁靴、排水板一同插入地下，當(dāng)排水板達(dá)到設(shè)計深度后，拔出套管，排水板下端錨固與土體內(nèi)。

（5）移機：插板機套管拔出后，預(yù)留50cm，剪斷排水板，將插板機移至下一樁位施工。

（6）檢查：檢查排水板平面位置、插打深度、垂直度、外露長度等符合規(guī)范要求，并將外露的排水板端頭埋入砂墊層內(nèi)。

2.3　堆載預(yù)壓與卸載

后方及前方陸域：分三級堆載，第一級堆載厚度2m，第二級堆載厚度2m，第三級堆載厚度1.5m。

回填料選用開山石，要采用20t自卸汽車運輸拋填，現(xiàn)場配推土機、挖機及裝載機等設(shè)備輔助整平，回填和堆載分區(qū)、分層進(jìn)行，石料堆載高度5.5m，分級堆載間歇時間共計250天，堆場區(qū)按80KP堆載預(yù)壓。在分級回填及堆載預(yù)壓過程中，嚴(yán)格按照設(shè)計圖紙的壓載高程和間歇時間進(jìn)行控制。待沉降穩(wěn)定地基固結(jié)度達(dá)到90%以上時，卸載至+8.81m。

地基達(dá)到設(shè)計要求的預(yù)壓時間或沉降量的要求后，按設(shè)計要求方可分期分級卸載，并應(yīng)繼續(xù)觀測地基沉降和回彈情況。

3、質(zhì)量控制要點

3.1　塑料排水板施工要點

（1）塑料排水板應(yīng)堆放整齊并遮蓋嚴(yán)實，嚴(yán)禁太陽下曝曬老化。

（2）塑料排水板場內(nèi)運輸時，嚴(yán)禁野蠻搬運，不得破壞濾膜；使用時先去掉外包裝塑料膜。

（3）塑料排水板長度隨軟層厚度而異，但必須打穿淤泥質(zhì)土，護岸塑料排水板不得搭接，陸域塑料排水板可以搭接。

（4）打入地基的塑料排水板宜為整板，需要接長時每根塑料排水板不得多于1個接頭，且有接頭的塑料排水板根數(shù)不應(yīng)超過總打設(shè)根數(shù)的10%，相鄰的排水板不得同時出現(xiàn)接頭。

（5）塑料排水板接長時需將待接排水板的濾膜完整地剝開，將板芯對插搭接，搭接長度不小于200 mm，再將濾膜包好、裹緊后，用大號釘書釘釘接。

（6）施工時應(yīng)提交詳細(xì)施工記錄，包括插板深度、板位、垂直度、外露長度、回帶長度、回帶板根數(shù)、布打根數(shù)與位置，具體控制標(biāo)準(zhǔn)為：插板機定位時，管靴與板位標(biāo)記的偏差應(yīng)控制在70mm內(nèi)，垂直度應(yīng)控制在±1.5%。回帶長度一般不得超過0.5m，根數(shù)不得超過打設(shè)總根數(shù)的5%。如回帶長度超過0.5m時，應(yīng)在插點附近補插。

（7）在施打塑料排水板過程中嚴(yán)禁出現(xiàn)扭結(jié)、斷裂和撕破濾膜等現(xiàn)象，如有應(yīng)在插點附近補插。

（8）塑料排水板打設(shè)完畢，應(yīng)及時驗收，剪斷塑料排水板后砂墊層以上的外露長度應(yīng)大于200mm，合格后將排水板外露部分埋入砂墊層中，并將打設(shè)時在板周圍形成的孔洞用中粗砂填滿。

（9）塑料排水正式施工前應(yīng)進(jìn)行試插板施工，以確定所采用合適的施工工藝、施工設(shè)備等。

（10）必須按設(shè)計要求嚴(yán)格控制塑料排水板的打設(shè)底標(biāo)高，不得出現(xiàn)淺向偏差；當(dāng)發(fā)現(xiàn)地質(zhì)變化大，無法按設(shè)計要求打設(shè)時，應(yīng)立即與監(jiān)理工程師聯(lián)系并征得設(shè)計代表和監(jiān)理工程師同意后方可變更打設(shè)標(biāo)高。

（11）插板施工工藝為陸上套管式施打，設(shè)備接地壓力與需處理地基相適應(yīng)；導(dǎo)架高度、打設(shè)能力應(yīng)滿足設(shè)計要求；機架垂直度、就位應(yīng)調(diào)節(jié)方便、正確。

（12）插板機施打動力可采用液壓式或振動式，根據(jù)現(xiàn)場實際情況選擇適當(dāng)設(shè)備。

3.2　堆載預(yù)壓施工要點

（1）開山土石回填及堆載預(yù)壓應(yīng)分級進(jìn)行，每層厚度不得大于1.0m。

（2）開山土石回填及堆載預(yù)壓每級施工天數(shù)為5天，在靜壓10天后再進(jìn)行下一級加載并通過沉降速率、水平位移、孔隙水壓力等指標(biāo)控制加載速率，要求加載期間地基沉降速率不大于15mm/天，護岸處水平位移不大于5mm/天，孔隙水壓力控制在Σ△U/△P≤50%，當(dāng)超過以上數(shù)值時，應(yīng)立即停止施工，待孔隙水壓力基本消失后方可施加下一級荷載。

（3）分級加載至設(shè)計堆載高度后，滿載預(yù)壓時間暫定為4個月，預(yù)壓過程中因沉降等因素引起的標(biāo)高不足部分須進(jìn)行補方。

4、施工檢測方法

為保證軟基處理在施工期及使用期間的整體安全和穩(wěn)定，需要在施工期和使用期進(jìn)行地基沉降觀測，進(jìn)行長時間、連續(xù)的現(xiàn)場技術(shù)監(jiān)測和分析工作，從而指導(dǎo)現(xiàn)場施工和優(yōu)化設(shè)計，反饋和驗證設(shè)計參數(shù)取值，提供質(zhì)量檢測和隱蔽驗收數(shù)據(jù)，保證施工進(jìn)程和質(zhì)量，為制定、執(zhí)行有關(guān)施工專項方案和調(diào)整設(shè)計提供詳實的數(shù)據(jù)和技術(shù)支持，同時配合和支持工程竣工驗收、工程投資后評價等工作。

主要進(jìn)行監(jiān)測的工作項目有：表層沉降監(jiān)測、深層土體水平位移監(jiān)測（測斜管）、地下水位及孔隙水壓力監(jiān)測、土工試驗及地基承載力檢測。

4.1　基準(zhǔn)樁、校核基準(zhǔn)樁

工作基準(zhǔn)樁原則上沿處理區(qū)的輪廓線布設(shè)，每200m布一個，基準(zhǔn)樁距處理區(qū)邊界的最小距離應(yīng)大于堆載預(yù)壓引起的地基沉降的影響范圍或強夯影響范圍，且不小于20m，通視條件要好。

基準(zhǔn)樁采用邊長20cm的鋼筋砼預(yù)制方樁或外圍永久觀測點，底端埋置于相對穩(wěn)定的土層內(nèi)，頂部露出地表15cm，且固定好基點測頭。校核基準(zhǔn)樁選在更遠(yuǎn)一點的相對穩(wěn)定的地段，以便隔一段時間對工作基準(zhǔn)點的高程進(jìn)行校核，確保觀測精度。埋設(shè)方法同基準(zhǔn)樁。

各分區(qū)監(jiān)測點的測放采用全站儀進(jìn)行。

4.2　表層沉降監(jiān)測

沉降標(biāo)主要由底板、測桿、塑料套管和護筒組成。底板采用不小于50cm×50cm×10mm的鋼板制成；測桿用直徑為4cm鋼筋，測桿與底板之間焊接，測桿接長采用焊接方式；塑料套管選用Ф80PVC管材；護筒采用直徑、高均為0.8m的鋼筋籠外裹彩條布制作而成，設(shè)于測桿周圍，以保護測桿。

埋設(shè)及觀測要點：

沉降板埋置于砂墊層下、軟基之上，測點布置見有關(guān)設(shè)計圖紙。埋設(shè)及安置要點如下：

（1）埋設(shè)時間：塑料排水板打設(shè)完成之前。

（2）放線定位：采用全站儀測放點位。埋設(shè)的位置偏差控制在20cm以內(nèi)。

（3）基槽開挖：在砂墊層中按1:1放坡開挖一個底面積為1×1m的基槽，槽深1.0m。

（4）安放就位：整平基槽地面，安放沉降板，應(yīng)保證底板處于水平狀態(tài)，測桿的傾斜度≯0.5%。

（5）回填固定：將塑料套管套住測桿，并盡量保證測桿位于套管中央，立即回填基槽。為了避免填土對沉降板移位的影響，基槽回填后，在砂墊層頂面，大面積填方前，應(yīng)先對沉降板周邊3m范圍用人工或小型機械填筑第一層土。

（6）保護：測桿頂應(yīng)高出填土面≯1.0m，高出塑料套管0.1m。在每次填筑新一層土之前，先在沉降板周邊3m范圍內(nèi)用人工或小型機械填筑第一層土。然后在測桿周邊設(shè)置護筒，護筒外表面應(yīng)選用要醒目的反光條，防止夜間施工破壞沉降板。

（7）初始讀數(shù)：基槽回填后，應(yīng)立即測讀沉降板測桿的原始標(biāo)高讀數(shù)，24小時以后再進(jìn)行復(fù)核，并確定沉降板的初始標(biāo)高。

（8）測桿的接長：隨著填土的進(jìn)展，沉降板測桿應(yīng)及時接長，測桿接長前后分別測出標(biāo)高，并將新的測桿頂標(biāo)高記錄在案作為以后觀測計算依據(jù)。測桿接長的同時應(yīng)接長塑料套管。

（9）套管上口加蓋封住，避免填料落入管內(nèi)影響測桿下沉的自由度，蓋頂高出碾壓面高度不大于50cm。

（10）沉降觀測采用二等精度的幾何水準(zhǔn)測量，觀測精度小于1mm，每次測前對水準(zhǔn)儀和水準(zhǔn)尺進(jìn)行檢驗，并定期進(jìn)行檢定。對外業(yè)監(jiān)測網(wǎng)進(jìn)行嚴(yán)密的平差計算，并定期進(jìn)行復(fù)測。

（11）施工加載過程通過垂直位移控制加載速率，控制標(biāo)準(zhǔn)為垂直沉降每晝夜小于15mm。

4.3　深層土體水平位移監(jiān)測（測斜管）

采用鉆機導(dǎo)孔埋設(shè)，達(dá)到要求的深度后，埋置 Ф70mm 雙向測斜管，測斜管底部應(yīng)封死。管壁孔隙可采用注水泥漿或灌砂固定。監(jiān)測時，采用測斜儀測試，每500mm測讀一次數(shù)據(jù)，監(jiān)測頻次按設(shè)計要求。

4.4　地下水位及孔隙水壓力監(jiān)測

采用振弦式孔隙水壓力計觀測孔隙水壓力，孔隙水壓力計在插板后埋設(shè)，布置在加固區(qū)內(nèi)?？紫端畨毫y點沿深度布設(shè)根據(jù)設(shè)計文件要求確定，一般每種土層均應(yīng)有測點，埋置深度應(yīng)及至壓縮層底。

4.5　土工試驗及地基承載力檢測

取得加固前后土體的靜力觸探指標(biāo)及各土層承載力等力學(xué)指標(biāo)，評價處理效果。在施工結(jié)束進(jìn)行靜荷載試驗，得到處理后地基的實際承載能力，評價加固效果。

5、施工效果評價

福州港三都澳港區(qū)某濱海堆場軟基處理工程施工中采用B型塑料排水板、液壓式插板機和履帶式振動插板機，打設(shè)深度為12m～30m，管靴采用鋼筋，打設(shè)過程中嚴(yán)格控制回帶長度、數(shù)量、孔位偏差、垂直度等，施工過程中嚴(yán)格按照規(guī)范的要求組織實施，及時進(jìn)行現(xiàn)場測試工作，根據(jù)試驗結(jié)果，通過對地基處理監(jiān)測數(shù)據(jù)的分析整理，本工程的地基處理效果滿足設(shè)計和規(guī)范的要求。

結(jié)語：

與其他處理方法相比，對于淤泥層較厚（深）的場地，采用塑料排水板聯(lián)合堆載預(yù)壓方法進(jìn)行軟基處理，工藝簡便，造價低，值得優(yōu)先選擇。