強夯及降水強夯法在某碼頭地基處理中的應(yīng)用研究

陳宗坤

摘 要：濱海地區(qū)吹沙造地是把海底淤積的泥砂通過水力吹填而形成沉積土，吹填土具有天然含水量高、孔隙比大、壓縮性高、抗剪強度低、滲透系數(shù)小等特點，一般呈軟塑到流塑狀態(tài)。對強夯法和降水強夯法兩種方法處理后的地基進行對比試驗，分別從靜力觸探錐尖阻力、砂土液化和沉降等方面進行了對比分析。

關(guān)鍵詞：軟弱夾層；降水強夯法；靜力觸探試驗；沉降

中圖分類號：U65 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1006—7973（2017）03-0067-02

某新建深水集裝箱碼頭，共4個泊位，碼頭岸線全長約1500m。本工程主要是對碼頭后方的吹填區(qū)域進行軟基處理，地基處理總面積58.35公頃，為將來的堆場工程建設(shè)提供良好的地基條件。

軟基處理主要是針對地表平整面以下約6m深度范圍內(nèi)（+5.0m PD至-1.3m PD）的土體進行改良。經(jīng)過處理后使其地表平整面以下6m深度范圍內(nèi)（+4.7m PD至-1.3m PD）的土體靜力觸探（CPT）錐尖阻力（qc）不小于10MP，25年總沉降量不超過200mm，5年總沉降不超過50mm，不均勻沉降不超過20mm/25m，以及避免地震時軟基處理區(qū)的土體發(fā)生液化現(xiàn)象。

1 工程地質(zhì)條件

根據(jù)地質(zhì)勘察報告，勘查范圍內(nèi)場地土自上而下依次為中密砂、松散粉細砂、中密砂和密砂。

層I：第一層通常為中密砂到密砂，不包含或包含少量泥沙。SPT（標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗）中“N”值介于10-44之間。該層出現(xiàn)在所有鉆孔（BH#A1-04除外）的現(xiàn)有表層，深度變化范圍為El.+2.16米至El.-0.14米。BH#A1-04有疏松砂巖（SPT “N”值為7），出現(xiàn)在現(xiàn)有地面，延伸至El.+3.77米，并伴隨有中密砂，并延伸至El.-0.14米。

層II：第二層大部分為十分疏松至中密粉質(zhì)細砂，SPT“N”值介于4-11之間的砂質(zhì)粉土。該層深度變化范圍為El.-0.84米至El.-3.14米。含少量輕物質(zhì)及云母貝類。

層III：第三層大部分為中密砂至密砂，在所有鉆孔（BH#A1-08除外）都有體現(xiàn)。SPT“N”值介于14-43之間（BH#A1-06a El.-4.31米得到的N值為58）。每個鉆孔中，該層從地平面延伸至最大探測深度10.5米（El.-4.28米至El.-5.81米）。BH#A1-08有中等密致砂質(zhì)粉土，El.-2.76米，并伴隨有松散粉質(zhì)沙土，El.-3.76米，密致砂質(zhì)粉土，El.-4.26米，從地平面延伸至最大探測深度10.5米。

2 地基處理施工參數(shù)

為驗證地基處理方法能否滿足設(shè)計要求，在場地中選擇兩塊52m×52m的地質(zhì)情況具有代表性的試驗區(qū)，分別命名為A和B試驗區(qū)。A試驗區(qū)采用強夯法進行地基處理，B試驗區(qū)采用降水強夯法進行地基處理。

在A試驗區(qū)中，使用強夯法進行地基處理，最大夯擊能3000 kN.m，點夯中心點間距為4m，詳細參數(shù)見表1。

在B試驗區(qū)中，采用降水強夯法進行地基處理，試驗區(qū)周圍及試驗區(qū)中布設(shè)25個降水管井及2個觀測井（見圖1，PP1及PP2為觀測井，其余為降水管井），管井直徑300mm，深度10m。

B試驗區(qū)中，降水強夯最大夯擊能3000 kN.m，點夯中心點間距為6m，詳細參數(shù)見表2。

3 靜力觸探試驗對比分析

在地基處理前、后分別進行4點次和9點次靜力觸探試驗，試驗點間距16m；檢測點布置圖見圖2。

夯前與夯后靜力觸探試驗數(shù)據(jù)進行對比分析，對靜力觸探試驗數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，分析結(jié)果見表3。

A試驗區(qū)強夯法處理后的Ⅰ層靜力觸探錐尖阻力值增長23%，II層靜力觸探錐尖阻力值增長12%；B試驗區(qū)降水強夯后的Ⅰ層靜力觸探錐尖阻力值增長3.8%，II層靜力觸探錐尖阻力值增長75.8%。

從以上數(shù)據(jù)可以看出，強夯法對表層中密砂加固效果明顯，而對水位以下疏松粉細砂處理效果不明顯；降水強夯法排水降低水位后加快了II層土的固結(jié)，靜力觸探錐尖阻力值增長較大。

雖然強夯法與降水強夯法都可以提高地基土靜力觸探試驗錐尖阻力值，但+2mPD ～ -1.3mPD依然無法滿足設(shè)計要求的地表平整面以下6m深度范圍內(nèi)（+4.7m PD至-1.3m PD）的土體靜力觸探（CPT）錐尖阻力（qc）不小于10MP。

4 長期沉降對比分析

根據(jù)Schmertmann方法對砂土地基進行沉降計算，得出沉降結(jié)果如表4所示。

由上表數(shù)據(jù)可以看出，經(jīng)過強夯和降水強夯后，砂土地基工后沉降有不同程度的減小。均能滿足設(shè)計要求的5年沉降不大于50mm的要求。

降水強夯方法比強夯方法處理后的沉降更小，地基加固效果更優(yōu)。

5 結(jié)論

（1）強夯法對表層中密砂加固效果明顯，而對水位以下疏松粉細砂處理效果不明顯；降水強夯法排水降低水位后加快了II層疏松粉細砂土的固結(jié)，靜力觸探錐尖阻力值增長較大。

雖然強夯法與降水強夯法都可以提高地基土靜力觸探試驗錐尖阻力值，但+2mPD ～ -1.3mPD依然無法滿足設(shè)計要求的地表平整面以下6m深度范圍內(nèi)（+4.7m PD至-1.3m PD）的土體靜力觸探（CPT）錐尖阻力（qc）不小于10MP。

（2）經(jīng)過強夯和降水強夯后，砂土地基工后沉降有不同程度的減小。均能滿足設(shè)計要求的5年沉降不大于50mm的要求。降水強夯方法比強夯方法處理后的沉降更小，地基加固效果更優(yōu)。

（3）對于以還有軟物質(zhì)、云母等雜質(zhì)的松軟粉細砂，使用強夯和降水強夯法等軟基處理方法加固效果有限，在希望大幅度提高承載力或?qū)Τ休d力要求高的區(qū)域不建議選擇此兩種方法。

參考文獻：

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