论码头后方陆域软基处理工后沉降 翁森毅 （福建省港航勘察设计研究院，福建福州３５０００２） 摘要：随着人类社会的不断发展，水工建筑物码头陆域工程也越来越多。建筑在滩涂软基上码头陆域容易形成后地基下沉拉裂，会使建 筑物变得很不稳定，从而导致安全事故的发生。因此，在发生安全事故之前，要处理好软地基出现的问题，使其沉降变得坚固。主要结合某 港区后方陆域软基处理工后沉降的实例，重点分析对软基处理的效果，并对真空预压软基处理方法的质量控制要点提出合理的建议 ． 关键词：码头；后方陆域；软基处理；工后沉降 ０引言 ： 通常．码头后方大多数是以吹填的方式形成陆域的，但是 吹填土中含有大量的水分，并且吹填土自身具备的透水性很 差，压缩性较高，抗剪强度低的特点，所以在对软基进行处理时 会采用真空预压的处理方法。这种处理方式可以缩短工程的工 期，使软基更坚固，可以给工程带来显著的经济效益。但由于施 工的工序非常繁琐，受到很多因素的影响，对一些特殊的地基 处理情况．很容易出现沉降过大的现象，从而使工程难以达到 预期加固的效果。 １软基处理的工程概况 １．１工程简介 该港区陆域软基处理工程需要处理的面积达１４６．８万ｍｚ， 由于港区的后方是出海口海岸滩涂。根据钻探显示，陆域存在 较厚的软弱层，所以要对软基进行处理，根据陆域使用要求，陆 域场地使用荷载要求到４６ｋＰａ．地基在处理之后剩余沉降要小 于２５ｃｍ。 １．２真空预压加固设计方案 （１）吹填细砂。为了达到垫层的效果，在实施中会使用小管 吹填，而且细砂的含泥量要低于５％。 （２）铺设土工格栅和土工布。为了减少上部吹填砂层的厚 度出现分布不均匀的情况，在施工中铺设土工格栅和土工布， 能够增强地基的稳定性能。 （３）吹填中粗砂垫层。选择中小管吹填，而且粗砂中的含泥 量要低于５％。 （４）插设塑料排水板。要注意板深小于２５ｍ。 （５）真空预压。在进行软基处理时，要先选择塑料排水板真 空预压方案．其次要进行泥浆搅拌墙、密封膜、滤水管、真空泵 等试抽真空。当真空度稳定在８５ｋＰａ并到达８０￣１００天范围内， 当预压到固结度达到设计的要求时就可以卸载。工后沉降的范 围可以控制在２５ｃｍ之内。 （６）卸载标准。根据实际测量得到的地形变形和时间以及 孑Ｌ隙水压力和时间之间的关系，估算地基的最终沉降程度、在 不同时间内的固结度和孔隙水的消散速率。如果要使固结度达 到８８％且同时满足工后沉降的要求时，就可以将其卸载并停止 抽真空。 １．３存在的主要问题 该工程在对软基进行处理后，由于业主生产需要，已经将 部分港区道路和两座仓库修建完成。但是在投入使用不久后， 就已经出现了局部沉降的现象，造成地面凹陷，出现了明显的 裂痕，并且沉降的范围在５￣ｌＯｃｍ之间，工程的质量存在严重的 问题。 ２工后勘察 由于软基处理后又出现了一系列的问题，所以要对其重点 分析 找出最根本的原因。 ２．１钻孔取样实验 在对工程工后勘察进行布置时，需要布置２０个钻孑Ｌ．孔深 必须满足２５ｍ．在这２０个钻孑Ｌ中，要有１４个与勘察孑Ｌ相对应． 剩余的则布置在能反映该区域上部构筑物施工的淤泥区。在对 工程的室内土工、标准贯人、静力触探以及十字板剪切进行试 验时，要严格按照规范的要求，以保证试验结果真实、可靠。 ２．２岩土工程条件分析 该工程的勘区地层主要是上部人工吹填层和下伏第四纪 海相沉积层，主要可以分为四大单元土体： （１）第一层：表层人工填土层。该层中含有大量的中粗砂和 粉细砂，混合混砾砂和混夹粘性土人工吹填形成。 （２）第二层：由海水常年积累形成。该层中含有大量的淤泥 质土和淤泥，夹杂着粉细砂、粉土和粘性土等成分。 （３）第三层：与第二层的土质成分差不多，但是主要是以淤 泥质土为主。并且是分布在第二层以下。 （４）第四层：主要含有大量的粘性土和中砂，夹杂着淤泥质 土和细砂等透镜体，且由于处在最下层，具有一定的稳定性。 ２．３对比性分析 从勘察的结果可以表明，软土层主要分布在第三层中．经 过处理之后。它的物理性指标有所改善。力学指标也有所提高， 如表１所示 表１处理前后的物理力学试验对比表 阶段 天然含水量（％） 密度（ｇ・ｃｍ ） 快剪Ｃ（ｋＰａ） 压缩模量（ＭＰａ） 标准击数 处理前 ６０ １ １．６１ ６．５９ １ ９１ １．３ 处理后 ４７．１ １．７６ １４ ３．１４ ４ ２．４对工后勘察岩土工程的评价 在对地基处理之后。土层的物理和力学的性质会发生一定 的变化，相比较处理前来说其承载力有所提高，强度符合４６ｋＰａ 的标准。但是在勘察过程中发现部分勘探点的软土层比较厚。 说明其物理和力学的性能指标比较差，工后沉降会超出２５ｃｍ 的设计规范要求，并且还具有不规则性，如表２所示。 ２．５上部构筑物沉降影响 ２．５．１港区道路沉降 在软基处理后进行港区道路及管线施工。施工中通常使用 打木桩或者换填的方法，对在开挖后的局部位置发现的深度为 ２￣７ｍ．承载力为２０ｋＰａ￣４ＯｋＰａ的流塑性淤泥包进行改良。但是 广东科技２０１４４第８期１２３ Ｉｆ交通建设 表２工后沉降计算结果表 钻孔 沉降（ｃｍ） Ｚ１—１ ２１．２ Ｚ１—２ ２７．１ Ｚ１—３ ３６．８ Ｚ２—１ ２６．４ Ｚ２—２ ２４．１ Ｚ４—１ ２２．１ Ｚ４—３ ２３．７ Ｚ４—４ ２１．１ Ｚ６—２ ２２ ２ Ｚ６—３ ２２．１ Ｚ６—６ １９．０ Ｚ３—１ １７ ３ Ｚ３—２ ２６．９ 从沉降观测数据中可以看出，在目前来往车辆不是很多的状况 下，道路地面２年内沉降普遍在５￣２０ｃｍ．当然也有部分区位多 余２５ｃｍ。 ２．５．２建筑沉降 在软基处理之后，可以用换填砂方法来处理在仓库建设施 工中局部发现的淤泥包。此方法可以改良上部结构面下沉使得 机械下陷的弊端。但是换填砂法只是为了方便施工，所以处理 措施不是很彻底。仓库使用了近２年时间的话，钢筋混凝土板 地面沿柱脚的线路会局部出现裂缝、错台，连锁块地面也会在 局部形成波形曲面、地面凹陷，多处沉降在１５ｃｍ以上，局部不 均匀沉降达１４－２８ｃｍ。 ３综合分析评价软基处理的效果 ３．１淤泥包的影响 从对现场的勘察发现，仓库和港区道路发生的沉降是比较 严重的，而它们所处的地理位置正好是淤泥包含量丰富的地 区，淤泥分布图如图１所示 图１淤泥分布图 由于东南和西南两个地区是吹填工程的排泥口．所以造成 该地区含泥量大，土质特性较差，所以容易对工后的软基处理 带来不利的影响。 ３．２淤泥分布综合分析 静力触探能够具体表现出整个触探孔沿孔深范围内各点 的强度变化的数值，具有连续性强并且不受外界因素的影响的 特点，能够准确地反映出整个地层的力学性质。静力触探的比 贯入阻力Ｐｓ值＞０．５ＭＰａ。能够基本满足要求．当Ｐｓ值＜０．５ＭＰａ 时，则表明土层的土体力学的性质较差。根据图１所示阴影部 １２４广东科技２０１４４第８期 分的淤泥超过了３５ｍ的淤泥包的范围，说明用不了多久，该工 程就会出现较严重的沉降现象。 ３．３综合分析评价 通过对该工程的现场勘查，并结合各项资料对该港区的工 后沉降现象进行处理，土层的物理和力学指标基本能够达到规 定要求，其强度也符合４６ｋＰａ的要求。但是为了防止再出现沉 降的现象，在对淤泥区进行上部构筑物的建设时，要特别注意． 不能超出２５ｃｍ的设计要求。 ４软基处理的控制要点及建议 （１）实践证明，由于该工程的地质条件较差，而真空预压软 基处理技术在目前还没有完善，因此在针对地质条件和排水口 情况较差的地区时，可以延长真空预压的时间、增大横向排水 砂层的厚度，有效地处理好软基存在的问题。 （２）加强对薄弱环节的控制，主要有以下几点： ①在吹填细砂的过程中必须要严格控制住含泥量。 ②为了防止出现砂面被淤泥污染、排水板板头被涌泥埋没 等现象，中粗砂横向排水层的厚度要达到设计的要求．不能出 现一点误差。 ③要确保土工布土工格栅的铺设的完整度。在吹填细砂的 过程中，容易产生很多淤泥包，当淤泥包达到一定的数量时，会 挤破土工布，因此，在铺设的过程中要非常小心，避免二次铺设 浪费时间。 ④，要确保排水板的深度达到设计时的要求，竖向的排水也 要有其明显的效果。 ⑤为了防止真空度提升不上来，要保持好泥浆搅拌墙以及 真空密封膜的效果。 ⑥在使用真空恒载预压的期间，要确保配电设备和发电机 的正常运转，防止在使用过程中发生故障。 （３）上部建筑物建设改良措施建议。上部建筑物在进行构 造时，可以根据建筑物结构的特点和上部荷载的大小来采取相 对的对策：①将建筑物基础置于表层的硬壳层上，对硬壳层进 行充分利用；②桩基楼板结构适用于对沉降要求比较严格的房 屋建筑；③可以夯实挤密或换填局部淤泥较厚、处理效果较差 的区域。另外，要最大限度地适应不均匀沉降可以采用柔性结 构。 ５结语 软基处理工后沉降对工程来说是非常重要的。本文通过对 具体工程的工后的现场调查，比较分析了软基处理前后的物理 力学和沉降发生的变化，根据所处地形的特点进行仔细的研 究，站在客观的角度上综合评价场地地基处理的效果．对工程 工后的软基处理提出了一系列的施工意见 参考文献： ［１］周同和，郭院成，张四化，靳军伟．后处理二元复合地基工后沉降预 测与控制技术［Ｊ］．岩土工程学报，２０１０（￥２）：９－１０． ［２］张传峰，陈礼仪，周应华，祝世强．不同软基处理方法工后沉降与稳 定研究［Ｊ］．探矿工程：岩土钻掘工程，２００９（Ｓ１）：５５￣５６． ［３］李榕波，董志良，吴中．真空联合堆载预压加固宁波大榭招商国际 集装箱码头陆域吹填工程的研究［Ｊ］．华南港工，２００９（１）：７７￣７８． 作者简介：翁森毅（１９８０￣），男，工程师，本科，从事港航设计工 作。
