某碼頭堆場(chǎng)的二次地基處理方案分析與探討

摘 要：隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)水平的大幅提高和工程建設(shè)領(lǐng)域的全面發(fā)展，工程項(xiàng)目的安全、效率、經(jīng)濟(jì)等指標(biāo)越來越受到關(guān)注。地基建筑物的根本，其選擇或處理是否正確直接影響到建筑物的安全性、經(jīng)濟(jì)性和合理性，一旦發(fā)生地基失穩(wěn)破壞的后果也是十分嚴(yán)重的，且往往處理起來十分困難，甚至無法補(bǔ)救。本文將以某港口的碼頭堆場(chǎng)地基處理工程為載體，以前期勘察成果為基本面，對(duì)該場(chǎng)地的地基處理方案展開分析，與大家共同探討學(xué)習(xí)。

關(guān)鍵詞：地基處理;碼頭堆場(chǎng);復(fù)合地基;珠江三角洲

1工程概況

該碼頭工程位于珠江三角洲地區(qū)南部沿岸，該場(chǎng)地為早期吹填形成，后經(jīng)場(chǎng)地平整、預(yù)壓處理。16#堆場(chǎng)位于該碼頭后方陸域，西南側(cè)為通海河涌。該堆場(chǎng)中部臨空坡面局部失穩(wěn)、滑塌。經(jīng)調(diào)查，靠河一側(cè)迎水邊坡多為漿砌石或混凝土垂直擋墻，大部分岸坡較為穩(wěn)定，滑塌區(qū)淺部造成下部軟土層產(chǎn)生剪切破壞，使軟土層以上土層整體向南柳河一側(cè)滑移，滑移范圍長(zhǎng)度約為148m。

2工程地質(zhì)條件概述

該區(qū)域在地質(zhì)構(gòu)造上處于新生代坳陷地區(qū)，地表出露大片中更新統(tǒng)北海組和早更新統(tǒng)湛江組地層，北海組地層為濱海相沉積，是構(gòu)成港灣兩岸低緩臺(tái)地的主要地層。其下的湛江組則是一套砂與粘土互層的河流三角洲相沉積物，頂部有雜色粘土、紅砂層和鐵質(zhì)膠結(jié)層，與北海組地層有一假整合接觸的鋟蝕面，湛江組地層也常出露在海灣岸坡的高潮線附近和海灣的底部。在探區(qū)表層所揭示的流泥～淤泥、淤泥質(zhì)土等軟土層則屬于第四紀(jì)全新世形成的土層。

根據(jù)已有區(qū)域地質(zhì)資料，勘區(qū)未發(fā)現(xiàn)有斷裂構(gòu)造，勘區(qū)內(nèi)鉆探時(shí)也未發(fā)現(xiàn)有層代表斷層特征的跡象，附近陸域也未發(fā)現(xiàn)有滑坡、空洞、沖刷、崩塌等不良地質(zhì)現(xiàn)象，場(chǎng)地是穩(wěn)定的。

根據(jù)勘察資料，本場(chǎng)地自上而下主要土層分述如下：

2.1第四系全新統(tǒng)人工填土層（Q4ml）

①2素填土：灰褐色、淺灰色、灰黃色，濕～飽和，稍密為主，局部松散或中密，主要為碎石、中粗砂及少量黏性土回填，頂部15cm為六角塊砼地面。該層于勘察區(qū)全部鉆孔均有分布，厚度不均勻，揭示層厚最大值為9.00m，見于ZK12孔，最小值為1.70m，見于ZK16孔，平均層厚為3.68m;層底標(biāo)高最高為5.77m，見于ZK16孔，最低為-2.09m，見于ZK12孔，平均值為3.61m。

標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)28次，平均值為N=13.6擊（范圍值為7～21擊）。

2.2 第四系全新統(tǒng)海陸交互相地層（Q4mc）

②1淤泥～淤泥質(zhì)土：灰色，飽和，流塑～軟塑狀，土質(zhì)不均勻，混少量粉細(xì)砂，經(jīng)堆場(chǎng)長(zhǎng)期堆載后局部排水固結(jié)，呈粉質(zhì)黏土性質(zhì)。該層于勘察區(qū)全部鉆孔均有分布，厚度不均勻，揭示層厚最大值為8.40m，最小值為0.60m，平均層厚為4.25m。

②2粉細(xì)砂：灰色，飽和，松散狀，以粉細(xì)砂為主，級(jí)配不良，混少量淤泥質(zhì)土。該層于勘察區(qū)零星分布，僅部分鉆孔揭示，層厚最大值為3.20m，最小值為0.70m，平均層厚為1.73m。

②3中粗砂：灰～灰黃色，飽和，松散為主，局部稍密，以中砂為主，次為粗礫砂，級(jí)配較好，混少量淤泥質(zhì)土。該層于勘察區(qū)局部分布，揭示層厚最大值為5.00m，最小值為0.90m，平均層厚為2.40m。

2.3? 第四系中更新統(tǒng)地層（Q2）

③2中粗砂：灰黃～褐灰色，飽和，稍密～中密，局部松散，級(jí)配一般，局部混黏性土。該層在勘察區(qū)廣泛分布，厚度變化較大，層厚最大值為7.90m，最小值為1.30m，見于ZK20孔，平均層厚為3.21m。

③4粉質(zhì)黏土：灰黃色～褐黃色，飽和，可塑，切面較光滑，局部混多量中粗砂，呈砂混黏性土狀。該層在勘察區(qū)廣泛分布，厚度變化較大，層厚最大值為8.00m，最小值為0.60m，平均層厚為3.08m。

2.4 第四系下更新統(tǒng)地層（Q1）

④1黏土：灰色，飽和，可塑，切面光滑，局部混少量中粗砂，局部間（夾）薄層粉細(xì)砂。該層在勘察區(qū)廣泛分布，厚度變化較大，層厚最大值為12.90m，最小值為1.40m，平均層厚為5.05m。

④2黏土：灰色，濕，硬塑，黏性較好，切面光滑，局部混少量中粗砂，局部間（夾）薄層粉細(xì)砂。該層在勘察區(qū)廣泛分布，厚度變化較大。揭示層厚最大值為22.65m，最小值為2.70m，平均層厚為11.46m。

④3中粗砂：灰色～灰黃色，飽和，中密，局部呈密實(shí)、稍密狀，級(jí)配良好，局部間較多薄層黏性土。該層于勘察區(qū)零星分布，層厚最大值為3.20m，最小值為2.00m，平均層厚為2.47m。

3主要受力地層的物理力學(xué)指標(biāo)統(tǒng)計(jì)與分析

根據(jù)上述資料分析，本場(chǎng)地淺部土層以軟～中軟地層為主，表層第四系全新統(tǒng)人工填土和第四系全新統(tǒng)海陸交互相沉積的第②1淤泥～淤泥質(zhì)土層淺部土層，經(jīng)預(yù)壓法處理以及后期堆載固結(jié)影響，形成3.0～6.0米厚固結(jié)程度相對(duì)較高的“硬”層;滲透試驗(yàn)結(jié)果顯示，場(chǎng)地覆蓋層內(nèi)發(fā)育的粘性土為滲透性等級(jí)為微（10-7），這使得預(yù)壓法處理的時(shí)效性大大減弱，且局部軟土層連續(xù)厚度較大，造成其下部處理效果有一定的限制，形成了主要受力層內(nèi)的硬～軟～硬的不利狀況。該堆場(chǎng)地基的局部失穩(wěn)，正是發(fā)生在第四系全新統(tǒng)海陸交互相沉積的第②1淤泥～淤泥質(zhì)土層內(nèi)。

根據(jù)對(duì)滑移區(qū)與非滑移區(qū)的鉆孔取樣土工試驗(yàn)成果數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，該層軟弱土整體指標(biāo)偏低，飽和，呈流塑軟土性質(zhì)傾向明顯;滲透系數(shù)E-08級(jí)，粘性很好，滲透性評(píng)級(jí)微，根據(jù)地勘資料該層內(nèi)局部混砂描述，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查情況和土工試驗(yàn)成果，綜合考慮整體滲透性可按E-06～E-07來設(shè)計(jì);滑移區(qū)存在一定的應(yīng)力松弛現(xiàn)象。第②2層粉細(xì)砂和第②3層中粗砂均僅在局部分布，平均厚度2.0m左右，松散，透水性中等～強(qiáng)，場(chǎng)地內(nèi)發(fā)育不穩(wěn)定，不具連續(xù)性。該部分共同構(gòu)成了本場(chǎng)地內(nèi)工程性質(zhì)較差的“軟”土層。

其下為第四系中更新統(tǒng)地層形成的砂土、粘性土地層，受其沉積年代和埋藏情況控制，砂性土一般狀態(tài)均為中密或以上、粘性土狀態(tài)均為可塑或以上，是目前探明地層中相對(duì)工程性質(zhì)較好的“硬”層分布范圍。根據(jù)區(qū)域地質(zhì)資料，本場(chǎng)地覆蓋層厚度大于80m。綜合來看，該層在該堆場(chǎng)地基處理工程中，若制定方案合理、措施得當(dāng)，是可以作為比較可靠的持力層的。

4地基處理方案分析與探討

本堆場(chǎng)的特殊性主要有：一是上部荷載要求較高，地基處理后，要求達(dá)到350kPa承載力;二是前期已發(fā)生局部滑移，滑移區(qū)存在一定的應(yīng)力松弛現(xiàn)象;三是目前“硬～軟～硬”的地層結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀在上部荷載較大的情況下，該軟弱層仍然是地基穩(wěn)定的薄弱環(huán)節(jié);四是粘性土層滲透性很差，可視為相對(duì)隔水層;軟層中的砂類土層又有局部分布、連續(xù)性差的特點(diǎn)，且上、下相接地層均以滲透性評(píng)級(jí)為微的粘性土為主，整體來看，軟土層排水條件不是很好;五是該堆場(chǎng)位置西南側(cè)臨水臨坡，邊界條件。

針對(duì)以上主要特點(diǎn)，若要做好本項(xiàng)目地基處理工作，可以從以下幾點(diǎn)出發(fā)：一是宜選用以長(zhǎng)樁為增強(qiáng)體的復(fù)基方案，直接穿越該軟層，以下部硬層為樁端持力層，解決“硬～軟～硬”的結(jié)構(gòu)性問題;增強(qiáng)體的單樁承載力要足夠;考慮地基變形問題;考慮地下水可能造成的影響;保證安全可靠的前提下，其經(jīng)濟(jì)適用性;工藝的可行性等。

綜上所述，對(duì)本堆場(chǎng)地基處理方案建議如下：

（1）水泥攪拌樁復(fù)合地基。因本堆場(chǎng)上部荷載較大，受工藝水平限制，常規(guī)水泥攪拌樁處理后的復(fù)合地基，已不能滿足要求，不建議采用該方案。

（2）振沖碎石樁復(fù)合地基。該堆場(chǎng)臨坡臨水，主要受力層內(nèi)軟弱土層普遍發(fā)育，且經(jīng)前期擾動(dòng)，若要滿足該承載力要求，必然置換率較大，擠土現(xiàn)象嚴(yán)重，不適合本場(chǎng)地的基本條件。

（3）水泥粉煤灰碎石樁（CFG）復(fù)合地基。本工程建議采用水泥粉煤碎石樁方案。選擇合理的參數(shù)、施工質(zhì)量能夠保證的情況下，是可以滿足本工程的需求的。若采用本方案，應(yīng)嚴(yán)格按照要求進(jìn)行試樁，并根據(jù)試樁結(jié)果確定本方案的可行性以及參數(shù)的調(diào)整。

（4）注漿法復(fù)合地基?？紤]本工藝在當(dāng)?shù)氐膮^(qū)域經(jīng)驗(yàn)不足，沒有成熟、穩(wěn)定的隊(duì)伍、裝備經(jīng)驗(yàn)，沒有足夠的時(shí)間進(jìn)行論證、準(zhǔn)備的情況下不宜使用。

（5）預(yù)應(yīng)力管樁復(fù)合地基。根據(jù)本場(chǎng)工程地質(zhì)條件，也可以考慮褥墊層結(jié)合預(yù)應(yīng)力管樁的復(fù)合地基方案;通過褥墊層設(shè)置調(diào)節(jié)整體受力、變形協(xié)調(diào)問題。

（6）考慮本工程的特殊性，應(yīng)在施工期間做好監(jiān)測(cè)工作，密切關(guān)注場(chǎng)地的穩(wěn)定性;若有異常，應(yīng)立即停止施工，分析原因，制定措施，確保安全。

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