張宇，張兵

（中國港灣工程有限責(zé)任公司，北京100027）

1 工程概況

鯨灣港集裝箱主碼頭工程位于非洲西南部，具備一定的地域特色，項(xiàng)目建設(shè)內(nèi)容包括5×104t級的高樁梁板式碼頭1座，以及拋石護(hù)岸和后方接岸等分項(xiàng)作業(yè)。其中，地基處理工作分為A、B、C 3個(gè)區(qū)域，鯨灣港集裝箱主碼頭工程地基處理平面見圖1。具體處理工藝為：

圖1 鯨灣港集裝箱主碼頭工程地基處理平面

1）A區(qū)：強(qiáng)夯區(qū)。根據(jù)不同的夯擊能又分A1、A2和A3區(qū)，其中A1區(qū)強(qiáng)夯擊能為6 000 kN·m，點(diǎn)夯間距為8 m，普夯夯擊能為1 000 kN·m；A2區(qū)強(qiáng)夯夯擊能為5 000 kN·m，點(diǎn)夯間距為7 m，普夯夯擊能為1 000 kN·m；A3區(qū)強(qiáng)夯夯擊能為1 000 kN·m，點(diǎn)夯間距為4 m，普夯夯擊能為8 000 kN·m。點(diǎn)夯的夯點(diǎn)為正方形布置，共夯2遍，普夯夯錘的錘印應(yīng)以1/4錘徑搭接。

2）B區(qū)：振沖區(qū)。B1、B2振沖區(qū)總面積約1.248×105m2，每次振沖的間距為3 m，梅花形布置，B2區(qū)在振沖前需進(jìn)行堆載預(yù)壓處理，堆載強(qiáng)度＞35 kPa。

3）C區(qū)：碾壓區(qū)。場地整平后進(jìn)行表層碾壓處理。

2 施工方案

此次吹填工程量為3.625×106m3，吹填高程為+4.5 m。針對水下地層中淤泥偏厚地段，施工人員采用“先挖后點(diǎn)”的方式，即：

1）在陸域?qū)嵤┡潘疁系拈_挖作業(yè)以方便后續(xù)多余積水的順利排出。

2）用輕型的井點(diǎn)管對地下水實(shí)施降水作業(yè)，待以上2項(xiàng)工作完成后，現(xiàn)場工作人員便可對其進(jìn)行核對，以確保該項(xiàng)作業(yè)結(jié)果滿足初始設(shè)計(jì)要求；與此同時(shí)，可對地基進(jìn)行吹填砂的強(qiáng)夯施工處理，并通過此技術(shù)可起到迅速加固土體的作用，從而保證和穩(wěn)固地基的整體承載力。

因此，針對本項(xiàng)目的實(shí)際情況，施工人員最終決定對地基處理采用振沖、強(qiáng)夯2種工藝。其中，A區(qū)利用強(qiáng)夯工藝施工，B區(qū)則利用振沖工藝施工，C區(qū)是最后一個(gè)區(qū)域，作為場地的平整碾壓區(qū)。

3 施工工藝

3.1 吹填標(biāo)高控制

本項(xiàng)目中，吹填施工時(shí)不斷變更排泥管口的位置，而排泥管口之間的距離根據(jù)土料的粗細(xì)控制在20～80 m，如仍不能滿足平整度要求，配備陸上土方機(jī)械加以平整。除此之外，為確保吹填的標(biāo)高達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)以及平整度的要求，施工人員在絞吸船施工期間，要在吹填出水口（管頭）四周100 m范圍內(nèi)設(shè)立若干竹竿標(biāo)尺，并在竹竿上噴涂油漆，標(biāo)設(shè)本層吹填的控制標(biāo)高。

此外，在施工期間，施工人員要制定嚴(yán)格的施工值班觀察制度，以確保吹填管頭位置四周100 m范圍的吹填砂高程達(dá)到要求。同時(shí)，需采取管頭加接消能器吹填的方法，將泥砂均勻地吹填在吹填區(qū)，以確保落淤后的泥面高差控制在合同技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求的范圍以內(nèi)，使平整度符合設(shè)計(jì)要求[1]。

在吹填施工過程中，需加強(qiáng)對圍堰和原有海堤的變形觀測和維護(hù)，如發(fā)現(xiàn)圍堰或圍堤局部坍塌或滑移，及時(shí)采取補(bǔ)救措施；如有其他異常情況，需會同設(shè)計(jì)、監(jiān)理人員研究解決。

3.2 吹填施工及陸域場地平整

本工程吹填面積可達(dá)3.87×105m2，吹填工程量為3.625×106m3，而此次地基處理時(shí)的吹填高程為+4.5 m。考慮工程設(shè)計(jì)充填砂袋圍堰總長約2.2 km，先進(jìn)行圍堰施工，從而為吹填施工提供閉合的圍堰條件。

針對本工程的特點(diǎn)和施工條件，本著技術(shù)可行、安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理的原則，確定先充填砂袋圍堰施工，再進(jìn)行吹填，最后進(jìn)行邊角區(qū)域吹填。具體吹填施工工藝為：絞吸船直接吹填施工→吹至吹填標(biāo)高后進(jìn)行場地平整[2]。

對于筑島工藝的實(shí)施來說，首先需要吹填形成永久圍堰，并同時(shí)吹填碼頭前沿17.5 m的臨時(shí)砂袋圍堰。圍堰施工平面布置見圖2。為加快施工進(jìn)度和盡快開始樁基施工，筑島采取不開挖的方式，絞吸船進(jìn)入港口回旋區(qū)取砂，再從碼頭前沿線向碼頭后沿方向的順序吹填筑島，筑島標(biāo)高+2.5 m，灌注樁和橫梁施工完成后清除筑島平臺吹填砂。

圖2 圍堰施工平面布置

根據(jù)圍堰的作用，本工程采用的充填砂袋圍堰。主要分為以下幾種類型：

1）西南圍堰。南圍堰和碼頭后方圍堰主要用于管線鋪設(shè)和施工機(jī)械行走；其堤頂高程為+2 m，頂寬4.5 m，內(nèi)側(cè)邊坡為1∶1，外側(cè)邊坡為1∶2。

2）西北圍堰。東北圍堰主要用于施工機(jī)械行走；其堤頂高程為+2 m，頂寬4 m，內(nèi)側(cè)邊坡為1∶1，外側(cè)邊坡為1∶2。

3）筑島圍堰。主要用于筑島施工中形成封閉的吹填區(qū)域施工條件；為降低成本，堤頂高程吹填為+2 m，頂寬吹填為2 m，內(nèi)外邊坡均為1∶1。

鑒于該環(huán)節(jié)為地基處理的基礎(chǔ)，施工人員應(yīng)先將項(xiàng)目陸域場地內(nèi)的堆場及吹填工作予以完成：

1）為防止吹填部位出現(xiàn)大面積的凹凸不平現(xiàn)象，應(yīng)同時(shí)展開場地的平整作業(yè)。就本項(xiàng)目而言，平整工作是借助履帶式輕型推土機(jī)和水槍這些基礎(chǔ)設(shè)備來依次完成的。

2）在具體操作時(shí)，施工人員先利用履帶式推土機(jī)平整地面，待遇到局部略有凹凸的地方，直接采用水槍以人工的方式對其吹平。

3）為降低泥沙的流失，施工人員要在負(fù)責(zé)吹泥的管口位置安裝專業(yè)的擴(kuò)散器，目的是將流出后的泥沙及其他混合物一并挑起最終對其擴(kuò)散，使其均勻地散入吹填區(qū)域，擴(kuò)大吹泥的散攤面積，最終泥沙混合水流形成較大面積的沉積面，便于開展后續(xù)地基處理工作[3]。

3.3 振沖施工

此次振沖中在B1、B2區(qū)，面積約1.248×105m2，以現(xiàn)場的地質(zhì)和水文條件作為基礎(chǔ)，施工人員決定利用100 t履帶式起重機(jī)搭配振沖器（型號為ZCQ75C型的75 kW振沖器），并將每次振沖的間距定為3 m。另外，對B2區(qū)在展開振沖前，還要以梅花的形式布置。對此，本項(xiàng)目的負(fù)責(zé)人安排相關(guān)工作人員對B2區(qū)進(jìn)行堆載預(yù)壓處理，且堆載強(qiáng)度應(yīng)控制在35 kPa以上，從而有效保證振沖作業(yè)的順利開展。

此外，在堆載預(yù)壓前，施工人員需在預(yù)壓區(qū)域周邊吹填3 m高的沙袋圍堰，并由負(fù)責(zé)填筑的部門向圍堰內(nèi)按照中心向兩側(cè)的順序進(jìn)行吹填土料的填筑工作，且要控制每層的吹填厚度。需要注意的是，只有運(yùn)用推土機(jī)將每層土初平后，方可用平地機(jī)刮平；在這一基礎(chǔ)上，再用振動壓路機(jī)碾壓并達(dá)到規(guī)定的密實(shí)度，如遇壓實(shí)度達(dá)不到設(shè)計(jì)要求時(shí)，則需按壓實(shí)度當(dāng)量土進(jìn)行換算以補(bǔ)足預(yù)壓土的荷載。

為增加排水固結(jié)的良好效果，可在預(yù)壓加載前設(shè)置1層砂墊層，以豎向排水體（包括普通砂井、袋砂井或塑料排水板）的方式進(jìn)行布設(shè)。待預(yù)壓和振沖完成后可清除超載土方，使其挖至路面的設(shè)計(jì)標(biāo)高程度，隨即進(jìn)行碾壓處理。而卸除的土料采用挖機(jī)配合自卸車將其運(yùn)至其他陸域的回填區(qū)域內(nèi)，從而禁止亂丟亂放，以免對施工場地造成不利的負(fù)面影響。

3.4 強(qiáng)夯施工及碾壓

本項(xiàng)目強(qiáng)夯施工在A區(qū)，作業(yè)面積達(dá)2.476×105m2。點(diǎn)夯的夯點(diǎn)為正方形布置，共夯2遍，普夯夯錘的錘印應(yīng)以1/4錘徑搭接。每遍夯擊都從同一方向開始，每遍之間使用推土機(jī)整平場地，2遍夯擊之間應(yīng)有一定的時(shí)間間隔，以利于土中超靜孔隙水壓力的消散，待地基土穩(wěn)定后再夯下一遍。

待上述作業(yè)全部結(jié)束后，施工人員隨即組織安排最后一個(gè)區(qū)域的碾壓作業(yè)。本項(xiàng)目中，因C區(qū)為已有陸域，本身的地形標(biāo)高較高、密實(shí)度良好，因此，在開展振動碾壓工作前，施工人員先選擇一個(gè)實(shí)驗(yàn)區(qū)做碾壓試驗(yàn)。通過試驗(yàn)確定最終的振動力及振動遍數(shù)等相關(guān)技術(shù)參數(shù)，為后續(xù)分項(xiàng)作業(yè)開展提供可靠的數(shù)據(jù)支撐。

4 結(jié)語

吹填砂地基強(qiáng)夯處理方法是提升地基穩(wěn)定性的重要方式，其在海港集裝箱碼頭地基處理中具有更好的應(yīng)用效果，可消除地基土體的液化問題，有效提升地基土的承載力，由于該技術(shù)的適應(yīng)性較強(qiáng)、處理效果良好，在類似地基工程施工中值得推廣。