摘要：針對海相軟基處理，本文提出排水板、砂井結(jié)合堆載預壓的加固方法，并對沉降特性、超孔隙水壓力以及地基水平位移等情況進行探討，其結(jié)果說明該方法對海相軟基加固有著良好效果，是能夠降低場地的施工工期與工后沉降，因此需要對其進行不斷探討。

關(guān)鍵詞：排水板;砂井;堆載預壓;加固處理;海相軟基

中圖分類號：U416文獻標識碼：A文章編號：2096-6903（2021）10-0006-03

廣東省屬于我國沿海地區(qū)，該地區(qū)主要分布少量腐殖質(zhì)土以及淤泥沉積物所組成的海相軟弱場地，其主要特點為低承載力、低抗剪強度、低滲透性、高壓縮性、高孔隙比以及高含水率，因此該類場地的地基沉降以及承載力很難滿足相關(guān)設計和規(guī)范要求，所以如何采取有效措施來加固處理海相軟基就顯得尤為重要，同時也是工程界與學術(shù)界重點關(guān)注的熱點所在，因此需要給予足夠重視。

1排水板、砂井結(jié)合堆載預壓加固處理海相軟基的優(yōu)勢

處理軟基加固的主要方法分為兩種，其一是真空預壓法、堆載預壓法、真空一堆載聯(lián)合預壓法等排水預壓固結(jié)法;其二是碎石樁、旋噴樁、粉噴樁等復合軟土地基處理法。其中復合軟土地基處理法在施工工期較短的工程內(nèi)較為適用，但該方法有著較高的造價，而且在施工過程中，如果沒有控制樁的質(zhì)量，則會極大地影響到加固效果，同時軟土層厚度較大時同樣會對加固效果產(chǎn)生影響;排水預壓固結(jié)法并不適用于處理大面積軟基工程，但在高填方土坡穩(wěn)定問題中的應用，能夠取得良好的加固作用[1]。與其他軟基處理方法相比較，排水板、砂井結(jié)合堆載預壓加固不僅有著簡便的施工方法，而且有著較為低廉的價格，其加固效果明顯，有著較為獨特的優(yōu)勢，能夠在大面積軟基處理工程中有效運用，目前在軟基處理工程中有著較為廣泛的應用[2]。

2試驗段概況

2.1試驗段工程地貌與地質(zhì)

試驗段位于廣東省某市政道路，該項目場地內(nèi)埋藏的地層主要有人工回填的素填土，海陸交互相沉積的淤泥、中粗砂、粘土，殘積層砂質(zhì)粘性土及燕山期花崗巖風化帶，

作者簡介：蘇思略（1989—），男，廣東臺山人，本科，工程師，研究方向：市政路橋施工。

且施工區(qū)域內(nèi)有圍墾魚塘，施工現(xiàn)場地質(zhì)情況復雜。試驗段地基各軟弱層巖性包括素填土、淤泥、中粗砂、黏土、砂質(zhì)粘性土。

素填土：雜色、稍濕、松散，主要由粉細砂、粘性土和少量碎石組成，碎石一般粒徑5～40 cm，最大粒徑10～80 cm，土石比多在7：3左右，平均厚度為3.78 m（1.30～5.60m）。標貫擊數(shù)平均值N63.5為9擊。含水量為30.5%，重度為17.7 KN/m，孔隙比為0.965，液性指數(shù)為0.8，壓縮系數(shù)為0.413 MPa1，壓縮模量為4.69 MPa。

淤泥：灰黑、深灰色、飽和、流塑、局部含砂量很高，混有較多貝殼碎屑且有腥臭味、局部混有少量粉細砂、夾淤泥。該層平均層頂標高為-0.93 m（-15.98～2.45 m），平均層頂深度為4.56 m（1.30～17.60 m），平均層厚為7.19 m（1.10～16.00 m）。標貫擊數(shù)平均值N63.5為4.0擊。含水量為562%，重度為162 kN/m，孔隙比為1.864，液性指數(shù)為1.9，壓縮系數(shù)為1.286 MPa，壓縮模量為2.50 MPa，豎向滲透系數(shù)Kv為2.521（10 m/s），水平滲透系數(shù)Kh為1.758（10 m/s），豎向排水固結(jié)系數(shù)Cv為0.59 （10 cm/s），徑向排水固結(jié)系數(shù)Ch為0.535 （10 cm/s）。

中粗砂：灰黑、深灰色、飽和、松散～稍密。由石英砂混淤泥質(zhì)土組成，局部含粘性土較高。該層平均層頂標高-7.51 m（-16.02～-0.46 m），平均層頂深度為11.41 m（4.20 ～17.60 m），平均層厚為2.58 m（1.00～9.40 m）。

粘土：黃褐、褐黃色、濕、可塑、成分以粘粒為主、刀切面較光滑、夾少量粉細砂和淤泥質(zhì)土、局部軟塑。該層平均層頂標高為-10.99 m（-18.28～-3.96 m），平均層頂深度為14.14 m（7.60～19.80 m），平均層厚為4.07 m（1.30～8.20 m）。標貫擊數(shù)平均值N63.5為4.6擊/30cm。含水量為47.1%，重度為17.1 kN/m，孔隙比為1.322，液性指數(shù)為1.2，壓縮系數(shù)為0.808 MPa，壓縮模量為2.84 MPa。

砂質(zhì)粘性土：黃褐、紅褐色、呈硬塑狀態(tài)、局部可塑、由花崗巖殘積而成、原巖結(jié)構(gòu)難辨、遇水易軟化。局部含礫，含量小于5%。該層平均層頂標高為-8.34 m（-17.95～- 1.14 m），平均層頂深度為12.16 m（5.80～19.60 m），平均層厚為4.32 m（0.80～9.40 m）。標貫擊數(shù)平均值N63.5為4.6擊。含水量為53.9%，重度為16.2 kN/m，孔隙比為1.617，液性指數(shù)為2.3，壓縮系數(shù)為1.257 MPa，壓縮模量為2.60 MPa，豎向滲透系數(shù)Kh為6.029 （10 m/s），水平滲透系數(shù)Kh6.029 （10 m/s），豎向排水固結(jié)系數(shù)Cv為1.49（103 cm/s），徑向排水固結(jié)系數(shù)Ch 為1.195（10 cm/s）。

2.2試驗段軟土地基固結(jié)排水通道設計

軟土地基固結(jié)排水通道主要包括水平排水通道與豎向排水通道，在水平排水通道設計中，首先用潛水泵將魚塘水抽排，等待深厚淤泥表面形成表殼層后，需要將經(jīng)編復合土鋪設，并將砂墊層進行相應填設，直至標高為4.0 m，使得填設后的魚塘與路面以及現(xiàn)狀塘埂保持水平線[3]。由滲濾土工布包裹級配碎石構(gòu)成盲溝，然后將排水盲溝設置在砂墊層，其橫向間隔、縱向間隔均為60 m。將集水溝設置在預壓區(qū)邊緣，通過潛水泵對其進行排水，砂墊層滲透系數(shù)應該超過1×10 cm/s。豎向排水通道需要結(jié)合場地實際情況使用塑料排水板，利用袋裝砂井在高壓線、塘埂、岸堤、人行道路等位置設計豎向排水體。砂井呈現(xiàn)正三角形平面布置，塑料排水板間距為1.2 m，砂井中心間距為1.6 m、直徑為100 mm。塑料排水板以及砂井在場地表面鋪設，在深入下臥細砂層的塑料排水板處軟土層與砂井穿透處時，其深度不得低于1.0 m，其上端需要高于砂墊層20 cm[4]。

2.3試驗段堆載預壓方案

將袋裝砂井以及塑料排水板在軟基不同部位中施打，之后將其堆載在軟基上，以此將土體中的附加應力增加，并預壓軟基。如果通過吹填砂來實施堆載預壓，則砂量的需要較大，在本次試驗中，施工現(xiàn)場與港口有一定距離，有較大的動力損耗，因此施工很難滿足環(huán)保要求與文明施工要求，所以此次軟基預壓選擇堆土堆載方案。為了將施工工期縮短，現(xiàn)場堆載施工決策選擇大面積施工區(qū)堆載與小區(qū)域試驗區(qū)并行，小面積試驗區(qū)每級滿載后約一個月則可以實施大面積堆載施工[5]。對小面積試驗區(qū)數(shù)據(jù)進行檢測，得出的相關(guān)數(shù)據(jù)可以指導大面積堆載區(qū)域施工，如果小面積試驗區(qū)出現(xiàn)異常情況，一個月的時間是能夠?qū)Υ竺娣e堆載施工方案進行有效調(diào)整與規(guī)劃，所以施工風險較小[6]。

3試驗段現(xiàn)場測試方案

3.1監(jiān)測系統(tǒng)

原位監(jiān)測系統(tǒng)在試驗段施工現(xiàn)場的建設是為了對地基穩(wěn)定性、地基變形發(fā)展情況、地基預壓與加固效果進行監(jiān)測，然后對相應的施工與設計提供指導，主要組成內(nèi)容包括孔隙水壓力、淺層沉降、場地周邊位移、深層沉降。在孔隙水壓監(jiān)測方面，孔隙水壓力計主要對地基固結(jié)、孔隙水壓力大小、消散速度等情況進行監(jiān)測，一個孔隙水壓力監(jiān)測點放置3個傳感器，位置為淤泥層底上方1.0 m、淤泥頂面下方1.0 m、淤泥層中部1.0 m;在淺層沉降監(jiān)測方面，主要是對地基總沉降量進行觀測，并且為了對時間變化下總沉降量的變化規(guī)律進行監(jiān)測，淺層沉降板插板前需要在砂墊層底部埋設[7];在場地周邊位移監(jiān)測方面，主要是對場地周圍的圍堰、岸堤水平位移情況進行監(jiān)測，所使用的測斜管約有70 m的間距，其底部埋入地基，埋入位置為不變形土層，埋入需要超過3 m，同時還需要將沉降監(jiān)測點布設在高壓線塔周圍;在深層沉降監(jiān)測方面，主要是對不同深度土層的壓縮量進行監(jiān)測，所使用的分層沉降環(huán)需要在淤泥層下部位、中部位以及上部位進行布置，并且還需要布置在下臥穩(wěn)定土層中。在完成各個監(jiān)測設備后，對其進行一次初讀，在沒有填筑之前，需要每隔2～3 d對其進行一次測讀。第一次填筑直至填筑結(jié)束的堆載期間，需要對其進行1次/ d的觀察，在預壓期間，需要對其進行1次/3d的觀測，如果沉降量有所降低，則可以將觀察的時間延長至沉降穩(wěn)定[8]。

3.2測試元器件布置

孔隙水壓監(jiān)測一共設置26個測點，孔隙水壓力計一共有3組，每組3個，共計9個;深層沉降監(jiān)測一共設置15個測點，分層沉降環(huán)共為2組8個;淺層沉降測點的橫向布置間距以及縱向布置間距均為75 m，總數(shù)應該超過70個測點。觀測儀器在地面外露出的部分需要給予保護裝置進行保護，而且填方在進行施工時，還需要對其進行嚴格保護，以此來確保觀測數(shù)據(jù)的有效性與連續(xù)性[9]。

4現(xiàn)場試驗結(jié)果

4.1軟基沉降分析

在打設砂井與塑料排水板后的堆載初期，軟土地基有著比較小的固結(jié)沉降量，該結(jié)果能夠充分說明砂井與塑料排水板在軟基中的施打會對土體的豎向排水通道增力口，如果不加堆載則起不到軟基加速固結(jié)的作用。隨著不斷增加堆土高度，軟土地基會增加沉降量，在加載初期，其沉降量幅度會增加，但隨著時間的延長，沉降量會變緩，而且加載的次數(shù)增加會使得初期沉降量變化越來越小，在完成堆載后的滿載預壓期，沉降量會逐漸趨于穩(wěn)定。每級堆載開始施加時會出現(xiàn)軟基淺層沉降極值，所以需要在每級堆載開始時監(jiān)控軟基沉降變化趨勢，并且需要將監(jiān)控頻率增加，滿載預壓大概為90 d，其沉降量趨于0[10]。隨著荷載的增加，排水通道下淺層沉降量會增大，在堆載條件相同的情況下，塑料排水板處的軟基淺層沉降要早于袋裝砂井，其中袋裝砂井處理部位最大沉降為88.4 cm，塑料排水板處理部位最大沉降為98.24 cm，說明塑料排水板的淺層總沉降要大于袋裝砂井，影響軟基沉降差異的重要原因包括排水通道間距，所以合理安排袋裝砂井與排水板的間距是能夠?qū)④浕町惓两到档蚚11]。結(jié)束第三級堆載后，對其進行150 d的固結(jié)，袋裝砂井沉降為54.9%，塑料排水板沉降為68.6%，說明軟土地基在兩者聯(lián)合處理下能夠有效固結(jié)。

4.2軟基超孔隙壓力分析

在每一級荷載施加過程中，土體內(nèi)部的孔隙水壓力會隨著提升，在靜置時段以及預壓固結(jié)期會逐漸消失土體內(nèi)的超孔隙水壓力，最后超孔隙水壓會接近0，同時會增加土地效應力，該結(jié)果顯示袋裝砂井聯(lián)合塑料排水板能夠在復雜地基中起到良好處理效果。

4.3軟基場地周邊側(cè)移分析

在此次實驗中，主要施工干道為河堤，因此車輛行走會明顯影響其位移變化，其中深層變化較小，而淺層影響較大，該結(jié)果顯示堆載預壓不會嚴重影響河堤結(jié)構(gòu)安全運營。測斜管頂部位移為負值，說明頂層土體會向排水固結(jié)區(qū)域移動，而且會隨著荷載以及時間的增加，其移動趨勢會增大，而施工圍堰的設置會限制其水平位移[12]。隨著加載的增大以及時間的推移，深層水平位移也會隨著增加，最大水平位移主要發(fā)生在地下8 m處，為70.6 mm，最大變形速率為1.4 mm/d，小于5 mm/d，與設計要求符合。測斜管底部水平位移接近0，埋設滿足項目監(jiān)測要求，說明深度合理。

5討論

聯(lián)合排水板、砂井與堆載預壓的方法是能夠快速固結(jié)海相軟基，大部分沉降基本在施工期完成，能夠?qū)龅毓ず蟪两颠M行有效控制;排水板、砂井聯(lián)合堆載預壓的沉降在堆載初期會逐漸增加，隨著堆載的增加，每級加載初期沉降率會有較大變化，之后逐漸變緩，直至下次加載，最后沉降率會趨于穩(wěn)定;堆載預壓前期會有明顯的沉降速度，堆載高度超過2 m后，袋裝砂井處理地基則會產(chǎn)生較大變化，塑造排水板軟基沉降要早于袋裝砂井處理，同時軟弱土層下部的固結(jié)沉降量要小于中上部;土體內(nèi)部的孔隙水壓力會隨著堆載的增加而快速升高，當堆載高度高于5m后，孔壓消散速度會逐漸增加;淤泥層上部土體比中部、下部土體的排水效果要更明顯;完成堆載后的60 d內(nèi)，場地的水平位移會逐漸變得穩(wěn)定，針對河堤結(jié)構(gòu)的安全運營，堆載預壓的影響較小。

參考文獻

[1]劉國祥，王松林，姜云鵬，等.真空聯(lián)合堆載預壓加固海相軟基的環(huán)境效應研究[J].水運工程，2018（9）：177-180.

[2]陳盛原，葉華洋，張偉鋒，等.水泥攪拌樁聯(lián)合堆載固結(jié)法對海相軟土不同處理方式的試驗研究[J].科學技術(shù)與工程，2020，20（30）：12 533-12 539.

[3]趙云霞.深厚軟基真空預壓法加固效果分析[J].建筑工程技術(shù)與設計，2018（10）：710-711.

[4]閻家祥.珠海高欄港某鐵路軟基加固對比研究[J].建筑工程技術(shù)與設計，2018（8）：2 561-2 563.

[5]李林云，韓其婷，王啟貴.甌江口新區(qū)真空預壓加固軟土地基變形規(guī)律研究[J].大壩與安全，2018（4）：30-36.

[6]韓薇.新型攪拌樁加固鐵路海相軟土地基試驗分析[J].設備管理與維修，2021（2）：137-139.

[7]時洪斌.海相軟土地區(qū)鐵路深長雙向攪拌樁復合地基加固效果分析[J].鐵道建筑技術(shù)，2021（3）：140-145.

[8]王東旭.鐵路海相軟基CFG樁加固試驗研究[J].鐵道建筑技術(shù)，2018（4）：114-118.

[9]劉輝，劉亞斐.水泥深層攪拌樁在海相粘土層中加固的應用及質(zhì)量控制[J].價值工程，2020，39（16）：91-93.

[10]富志根.新型攪拌樁加固鐵路海相軟土地基試驗研究[J].路基工程，2020（2）：80-86.

[11]董炳寅，胡瑞庚，水偉厚，等.海相淤泥質(zhì)土地基加筋濾網(wǎng)碎石樁豎向承載性能試驗研究[J].長江科學院院報，2019，36（12）：133-138.

[12]文磊，孔綱強，張振東，等.海相淤泥質(zhì)土中后注漿微型鋼管樁漿液擴散及承載特性研究[J].工程力學，2019，36（4）：214-220.

Relevant Research on the Treatment of Marine Soft Foundation with Drainage Board and Sand Well Combined with Preloading Preloading

SU Silue

（Guangdong Basic Engineering Group Co.，Ltd.，Guangzhou Guangdong 510620）

Abstract：Aiming at the treatment of marine soft foundations，this paper proposes a reinforcement method of drainage slabs and sand wells combined with preloading preloading，and discusses settlement characteristics，excess pore water pressure，and horizontal foundation displacement. The results show that this method is effective for the sea. Phase soft foundation reinforcement has a good effect，which can reduce the construction period and post-construction settlement of the site，so it needs to be continuously discussed.

Keywords：drainage board;sand well;preloading;reinforcement treatment;marine soft foundation