摘要：现阶段随着港口建设规模的不断增加和建设步伐的不断加快，港内航道疏浚、围堰吹填以及地基处理一整套港口建设方案已逐步成为一种发展趋势。
关键词：港口吹填造地；软基处理；的应用
工程概况：现阶段随着港口建设规模的不断增加和建设步伐的不断加快，港内航道疏浚、围堰吹填以及地基处理一整套港口建设方案已逐步成为一种发展趋势。一方面、航道吹填解决港口航道、港池疏浚物外抛问题，既避免疏浚物清废相关的海洋环保费用，又大大减小疏浚外运距离；另一方面，围堰吹填可快速形成陆域场地，通过相应的地基处理较快的形成港内可用场地。项目中主要涉及到围堰吹填多级过滤、针对不同土质情况采用多种地基处理方法：
一、围堰吹填多级过滤技术：围堰内设置多处过滤坝将围堰分成多个分区，通过分区过滤、变换吹填口以及溢水口位置，根据沙密度大沉淀快原理，逐渐使吹填物泥沙分离，分区沉淀，后续针对沙土情况区别处理。如：在该项目中，1、2#围堰作为主要吹填区，3#围堰做为淤泥沉淀区，在1.2围堰设置多道土坝以及溢流口，形成相互联动的多个小围堰，通过不断变换吹填口以及分级过滤等手段，尽可能将沙质土沉淀在1、2#围堰内，淤泥、淤泥质土流向3#围堰，从而一定程度上实现泥沙分离。
二、针对粉细沙、粘土以及淤泥不同吹填土质，经过各方面分析研究，针对各种土质特性采用相应不同的地基处理方案，具体情况如下：
1#围堰为吹填区域，为人工冲填土和海相沉积成因；上部为以风化砂石为主，混有粘性土，含碎石；下部为吹填冲积成粘性土及砂土，强度较高。由于吹填以风化砂石为主，上层进行土方回填，含有大量块石，不宜进行排水板植入，采用管井降水联合动力加固法。
1、管井降水联合动力加固法原理为：通过打入软土内的疏布大直径砂桩形成高渗透性能的垂直排水通道，在降水和强夯共同作用下，将土体中的自由水快速排出，并能在土体中形成一定的真空度，产生一定的负压，增加固体颗粒之间的有效应力，拉近土颗粒之间的距离，达到快速固结目的，是一种有效处理饱和粘性土的方法。
2、监测数据分析：场地冲填土经强夯处理后，地基土强度明显提高，地基容许承载力处理后达到150kPa以上，满足设计要求。
3、适用性及优缺点分析：管井降水联合动力加固法在软地基上由浅入深、由弱到强地形成超固结的、具有一定厚度、一定强度的硬壳层，硬壳层同时起着承担结构荷载和应力扩散的作用。该工法具有质量可控、工期短、处理深度大、适应性强等特点。1）工期短：强夯施工荷载引起的高孔隙水压力消散时间一般为15~25天，采用管井降水措施后可将超孔隙水压力消散时间缩短一半以上，即缩短了每遍施工间隔，这样就加快了施工速度。2）处理深度大：水文地质地下水渗流规律以及相关类似工程经验均表明：大降深、大口径管井形成的有效降水深度和强度均远大于小口径的真空轻型井点。3）适应性强：该工艺适应性强，可以处理所有的不同土质，其中包括软土地基中淤泥质土。使用该工法的项目包括机场、堆场、厂房及宿舍，高速公路、道路、海塘、桥梁等各个领域。如：在该项目中管井降水联合动力加固法：管井采用管径0.3m，管井深6~10m，间距为15米（外围）、30米（内侧），井口高出地面约0.3m，井口3m以下为带孔包网花管，管井抽水采用潜水泵进行降水。第一遍点夯应在地下水位达到2.0m以下进行，点夯单击夯击能1500kN.m，点距5m*5m；第二遍点夯在地下水位下降到5m以下进行，点夯单击夯击能2500。施工周期为3-4月，每平米造价约33.4元，地基承载力处理后达到150kPa以上。
2#围堰为吹填区域，冲填土成分多以砂性土为主，粘性土少量，厚度7~10米左右。吹填后，经过海水的自然冲刷，能够形成明显的分层现象。由于沙性土质离散的性质，土质透水性较好，此类情况采用真空击密法。
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1、“高真空击密法”的原理：结合高真空排水与击密两道工序，对软土地基进行交替、多遍处理。高真空击密法是高真空强排水和击密这两道工序的有机结合。该工艺先布置高真空降水网络系统，进行高真空强排水，使软弱地基的含水量和密度初步得到改善，然后在含水量达到动力压实的条件下，进行动力击实固结处理，由于动力固结施加动能，一方面通过土体传递能量到达深层，另一方面软土地基内部由于动力产生的震击使土体产生微小裂缝，土体内的自由水、结合水汇聚到负压井点周围，加速了孔隙水压力的消散。
2、监测数据分析：强夯处理后检测结果表明：单锤夯击能1500KN.m有效影响深度5.0m左右，夯击能2500KN.m有效影响深度6.0m左右。检测、监测期间场地静止水位埋深4.15~4.80米，标高0.45~-0.82米。采用强夯法处理后，地基强度明显提高，地基承载力大于或等于150kPa，满足设计要求。
3、适用性及优缺点分析：真空击密法主要适用于沙性土地基处理，很好的弥补了井点降水、集水井等其他降水方法势能不足的情况。通过势能的瞬间力，土质内的水分能极速排除土体。对此采取真空击密法处理地基，机理清晰，工艺简便，实际可靠，容易推广，有着普遍的可操作性，同时该工艺施工工期短、造价较低，能够很大程度上节省时间及造价。如：该项目中真空击密法：场地内设置竖向排水管，排水管长为4m和7m，点距1.75m，间隔布置，上部与高真空管连接，形成系统进行高真空抽排水。在含水量控制在30%以下时，按2.5m×2.5m正方形布置夯点、单锤夯击能分别采用1500/2500KN.m进行一遍、二遍强夯。施工周期为3-4个月，现场每平米造价为34.5元，地基承载力处理后达到150kPa以上。
3#围堰作为1、2#围堰过滤沉淀区，淤泥含水率高、压缩性高、处于流塑状态、力学强度低等特点，工程性质差，不均匀沉降及蠕变等工程地质危害，对上部堆场及构筑物的稳定性影响较大。采用真空预压加固处理方法。
1、真空预压加固原理：真空预压法是在软粘土中设置竖向塑料排水带，上铺砂层，再覆盖薄膜封闭，抽气使膜内排水带、砂层等处于部分真空状态，排除土中的水分，使土预先固结以减少地基后期沉降的一种地基处理方法。
2、监测数据分析：累计抽真空时间97天，累计平均沉降96.7cm，连续5天实测地表平均沉降不大于1.5mm/d，按实测沉降曲线推算固结度达到88%，满足设计要求的真空预压卸载标准。
3、适用性及优缺点分析：真空预压作为技术成熟的软基处理方案，适用于大面积、较深厚的淤泥、淤泥质土、吹填土等饱和软黏土地基。如：该项目中采用真空预压联合强夯，施工周期为6-7个月，现场每平米造价为276元，地基承载力处理后达到120kPa以上。
结论：
1.港内航道疏浚、围堰吹填以及地基处理一整套港口建设方案将航道、港池疏浚与码头、堆场造地成为挖填互补，从港口整体上形成土方大的挖填平衡，同时较大程度上降低项目对海域环境的污染。
2.针对以沙质土、粘土为主吹填区域采用高真空击密法、管井降水联合动力加固法，原理均为降水联合强夯的地基处理工艺。针对以淤泥、淤泥质土为主吹填区域采用真空（堆载）预压加固。
3.沙质土与淤泥质土处理方案对比发现，沙质土在处理造价、工期以及工后承载力等方面均有较大优势。对此通过控制吹填土质、吹填位置以及分级过滤形成泥沙分离，尽量减小淤泥质土处理面积，既可很大程度上降低工程造价、缩短工期，又能取得承载力较高的陆域场地。
参考文献：
[1] 龚晓南.地基处理新技术[M].陕西科学技术出版社.2000．
[2] 黄绍明，高大钊.软土地基与地下工程.中国建筑工业出版社.2005.
论文作者:王斌
论文发表刊物:《基层建设》2017年第8期
论文发表时间:2017/7/13
标签：围堰论文; 地基论文; 真空论文; 管井论文; 淤泥论文; 预压论文; 土质论文; 《基层建设》2017年第8期论文;