珠海高栏港5万吨级集装箱码头1#泊位软基加固处理效果分析

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【摘要】 本文从排水板+真空联合堆载预压对软土地基进行加固处理的工程实例中，通过利用多种检测方法对加固后的软基进行物理力学性质对比，分析了软土地基的加固效果，总结了软土地基加固前后的变化特征，提出了在加固效果检测环节上应注意的问题。

【关键词】 软土地基；加固处理；检测；效果；质量控制

中图分类号：TU4 文献标识码：A 文章编号：

1、引言

珠海地区淤泥及淤泥质土等软弱地层分布广泛，厚度较大。上世纪90年代以前由于对其研究不足，建于软土地带的工程项目极少对软基进行专门处理，因而所发生的地面沉降、建（构）筑物倾斜等现象屡见不鲜，给工程建设带来了极大危害，同时也引起了建设主管部门的高度重视。近年来在各类工程建设项目中，对软基加固处理已成为一种趋势，普遍备受建设单位关注。但由于对软基的处理方法、处理深度以及软土所处的沉积环境不同，加固效果往往有较大差别。而在完成加固处理后对检测全过程的质量控制，是直接影响评价效果的关键。

2、工程概况

工程项目位于珠海市高栏岛西北侧，原始地貌单元属滨海滩涂，后经人工吹填形成陆域，地面标高2.30~4.00m。其中1#泊位占地面积约3万m2，作为集装箱堆场之用。设计要求加固处理深度30m，加固处理后的地表土承载力特征值fak达到120kPa。

3、地层结构

软基处理前，曾进行了详细勘察，在30m深度内，地层结构总体分为3大层[1]：

（1）、淤泥层①：灰黑、灰褐等色，下部多为淤泥质土。土质不均匀，夹薄层粉细砂，混较多贝壳。流塑~软塑。厚度7.00~15.98m，地基承载力特征值fak=45kPa。

（2）、粘土及粉质粘土互层②：灰黄、浅灰、砖红等杂色，局部含少量砾砂，可塑。厚度一般3.00~5.00m，地基承载力特征值fak=170kPa。

（3）、淤泥质土层③：深灰色，土质不均匀，夹少量粉砂和腐植物，软塑。厚度8.10~12.08m，地基承载力特征值fak=70kPa。

层③以下为硬塑的粉质粘土和花岗岩风化带。

4、加固处理技术要点

为加快场地软土层的固结沉降过程，使其能在指定周期内各项固结指标达到预期效果，采用了排水板+真空联合堆载预压对软基进行处理[2，3]。

（1）、竖向排水系统：在软土层中插设塑料排水板作为预压过程中软土层孔隙水排出的竖向排水通道。排水板施工深度穿透淤泥层并深入进入下卧粉质粘土层不少于0.5m，排水板上端外露砂垫层不少于0.2m。

（2）、水平排水系统：包括排水砂垫层和抽真空管系（主管和支滤管）。场地铺设砂垫层采用中粗砂，厚度0.6m；真空主管采用PVC管，管径90mm，支滤管采用软式透水管，管径50mm，真空主管与真空泵连接。抽真空预压过程中从软土层排出的孔隙水通过排水砂垫层导入真空支管，再通过真空主管从射流泵中排出。

（3）、密封系统：密封系统包括粘土密封帷幕、真空膜及密封沟。粘土密封帷幕采用双排粘土搅拌桩沿场地边界设置，粘土搅拌桩桩径φ600mm，竖向排距与横向间距均为@400mm，施工深度至嵌入淤泥层不少于5.0m；为确保抽真空效果，真空膜铺设三层，中间不允许搭接，末端压入密封沟内；密封沟深入密封帷幕后侧至少1m，上部回填软粘土反压密封。

（4）、预压土填筑：当膜下真空度达到80kPa，且稳定真空约15天后进行上部堆土施工，为防止堆土时破坏真空膜，堆土前在真空膜上预铺一层土工布，堆土时进行分层碾压密实，每层土虚铺厚度不大于0.4m，压实厚度不大于0.3m，填筑时严格控制其厚度；填土堆载分两级进行，第一级堆载预压20天后再进行第二级堆载预压。

5、加固效果检测

完成软基处理约9个月后，对加固场地以25×25m方格网布置钻孔进行检测[4]。检测手段采用室内土工试验、标准贯入试验、十字板剪切试验和浅层平板载荷试验。

其中取土样孔、标准贯入试验孔均以2m垂直间距进行一次，平板载荷试验每3000m2进行一次。

各地层加固处理前后的物理力学指标对比值见表1。

表1各地层物理力学指标对比

续表1

6、结果分析

（1）、室内土工试验：总体来说各地层的W、e、α1-2等指标均有较大幅度下降，而γ、qu、Φ（包括直剪、固结快剪、三轴剪切试验）等指标大幅度提高，土的物理力学性质得到有效改善；尤其是层①的各项物性指标已不再是淤泥（淤泥质土）的指标。

随着φ值的提高，多数c值则降低。

固结系数Cv值普遍减少，土的固结速度已放缓。

淤泥（淤泥质土）渗透系数k20=1.02 E-8~4.22 E-5cm/s，粘土（粉质粘土）的渗透系数k20=1.92~3.98E-5cm/s，均属弱透水~微透水地层。

（2）、标准贯入试验：各地层标准贯入试验击数均有提高，其中层①淤泥（淤泥质土）增幅最大，其次是层②粘土（粉质粘土），再次是层③淤泥质土，各地层的力学性质均有较大提高。

（3）、十字板剪切试验：绝对标高在-10m以上的软土抗剪强度有大幅度提高，在该深度的多数地方形成了软硬互层，十字板试验曲线不连贯；绝对标高在-10m以下的软土的抗剪强度较上部差，试验曲线连贯性好，仍属灵敏~较灵敏性土。

（4）、浅层平板载荷试验：在10个浅层平板载荷试验点中，承载力fak≥120kPa，均符合设计要求。

7、结论

（1）、场地经加固处理后各地层的物理力学指标变化较大，力学强度均有不同程度提高，总体加固效果较为明显，各种手段检测的地表土层承载力fak均达到设计要求。

（2）、在垂直方向上随着深度增大，加固效果逐步减弱。15m深度范围内的地层加固效果最好，15~24m的土层变化较上部差，24m以下变化较微弱。

8、结语

软土地基经加固处理后，通常采用室内土工试验和原位测试等手段来检测其加固效果，而检测过程质量控制的好坏，是直接影响评价效果的关键环节，因此在检测过程中要注意以下问题：

（1）、取土样前先要将孔底扰动土清理干净，取样时宜用薄壁取土器以慢击法取样，避免回旋钻进扰动土体；土样取好后应立即密封，并妥善保存，样品在运输过程中应尽量避免受到剧烈振动。

（2）、标准贯入试验前亦要先将孔底扰动土彻底清理；试验时钻杆要保持垂直，避免钻杆与孔壁发生摩擦；标贯落杆和钻杆之间的连接丝扣要彻底拧紧。

（3）、十字板剪切试验要注意记录板头率定系数，试验时要匀速转动导杆；当遇到硬夹层时，先用钻机钻穿硬夹层，然后再进行试验；在进行重塑土试验时，要先将土体完全均匀扰动。

（4）、在数据统计时，要充分分析原始数据的可靠性，通过统计数据的离散程度剔除异常数据。

参 考 文 献

[1] 郝葆权、王东芳等 ．珠海港5万吨级集装箱码头工程地质勘察报告[R]．珠海：交通部第一航务工程勘察设计院，1999

[2] 工程地质手册编委会．工程地质手册（第四版）[M]．北京：中国建筑工业出版社，2007

[3] 中国建筑科学研究院．建筑地基处理技术规范（JGJ79-2002）[S]．北京：中国建筑工业出版社，2002

[4] 方国代、黎长海．高栏港集装箱码头1号泊位软基处理工程交工验收质量检测报告[R]．珠海：广东省珠海工程勘察院，2007