山东诚信工程建设监理有限公司
摘要：结合现场施工实例，对机械振密法处理吹填软地基施工工艺做介绍，通过对每一道施工工艺过程质量控制，来保证机械振密法对软基处理的效果，并综合比较机械振密法在各个方面相比其他传统软地基处理方法的优越性，得出该方法具有工期短、造价低、处理效果好的优点。
关键词：吹填软地基、机械振密、质量控制
0 引言
随着沿海地区电力建设规模的扩大，吹填土区域作为建设用地被广泛开发利用。吹填土是在整治和疏通江海航道时，用挖泥船和泥浆泵把江河和港口底部的泥砂通过水力吹填而形成的沉积土。吹填土具有“三高一低”的特点，即天然含水量高、孔隙比大、压缩性高、抗剪强度低［1］，在利用前需对该种土质进行地基处理。目前吹填土处理方法按加固机理主要是在建立良好排水路径的基础上，通过夯实挤压等物理方式使土体内产生压差，进而加速排水固结，如强夯法、真空堆载预压法、轻型井点降水加低能量强夯法等。不同的处理方法实质上都是采取一定的措施使土体内产生压力差并建立良好的排水通路来实现对软弱土体的加固，但不同的处理方法之间有各自的局限性。
采用强夯法［2］进行地基处理，虽然成本较低，加固工期较短，但使用时必须解决好孔隙水的排出和超孔隙水压力消散的问题，否则强夯能量易被孔隙水吸收从而起不到加固作用，甚至会破坏土体结构，形成“橡皮土”。
采用堆载预压法主要特点是成本较低，但加固工期较长且土石方需求量较大，对于缺乏土石方的区域不适宜使用。
真空井点降水联合低能量强夯［3-5］的施工工艺，解决了强夯过程中地下水的排出问题，对地基加固效果明显，适用范围较广，加固工期较短，是目前软土地基加固中相对加固成本较低，效果较显著的方法之一。
机械振密法是通过机械振动使吹填砂土发生液化，再通过排水通道将土体中的水排出，使其地基承载力得以较大提高。该种方法不仅施工成本低而且加固效果好，是一种新型软土地基处理方式。本文结合东营港经济技术开发区某大型电站软地基处理加固工程，对该工艺施工质量控制要点进行阐述，对今后类似软地基预处理质量控制提供参考。
1、工程概况及软地基处理工艺、质量控制要点
1.1概况
由我单位负责监理的大唐东营电厂占地面积440000㎡，位于东营港经济开发区沿海吹填土区域内，吹填厚度2.5-3.6m不等。经现场勘察，场地吹填部分以粉细砂为主，夹层状粉质黏土薄层，土质松散且不均匀，部分区域呈淤泥质黏土夹粉土。由于吹填时间较短，属欠固结土，在动力作用下极易产生液化及沉降，影响工程机械进场及后续施工，需进行地基处理。由于该场地特殊地质条件，地基处理技术难度较大，一般方法很难达到预期加固效果。在前期施工准备过程中，发现经过机械碾压的区域排水涌浆晾晒后，场地明显硬化。经过各方研究讨论及多种技术方案的对比论证，从经济性、安全性、工期等多方面考虑，决定采用明沟排水结合机械振密的动力固结方法进行软地基预处理。本文重点对机械振密法处理吹填土软地基的质量控制要点进行分析。
1.2机械振密法主要施工工艺流程
场地放线、分区→去除表层干土→机械挠动→表面排水→机械挠动→表面排水→晾晒→回填干土压实→承载力试验
1.3施工质量监理控制要点
1.3.1 严格控制表层土分区剥离
合理划分区块对提高软基处理效果、提高机械功效有着积极作用。首先对场地进行规划，按照20m×150m矩形分块，采用“跳仓法”分区域施工，开挖剥离表层土遵循中间高两侧低的原则进行，剥离厚度宜最大限度剥离至湿润层，剥离的表层土堆放至分块与分块之间晾晒，以利于后期回填。
表层土剥离
1.3.2 第一次扰动排水质量控制
严格控制扰动点的布置间距、挖掘机铲斗的插入深度及每个扰动点的扰动时间，对软地基处理效果成功与否起着决定性作用。表层土剥离完成后使用挖掘机开始进行第一次扰动排水。将挖掘机铲斗插入场地土中进行扰动，扰动点按2m×2m方块分布，扰动点铲斗的入土深度不小于1.2m，每个点的扰动时间保证在1分钟，并且扰动影响范围在4-5m范围内（每个区域土质松软程度不同，扰动时间可根据实际情况适当增加），扰动点周围土中出现水迹，周围土质变松软逐渐呈稀泥状后，该点停止扰动，转到下一点重复作业。通过机械设备振动、挤压，使土体内部发生物理变化，吹填砂土发生液化，加速孔隙排水，通过排水通道将土体中的水排出。
第一次扰动排水
整块区域扰动完成后场地表面出现大量积水，需将表面积水排除。场地扰动排水时可在场地边缘地势较低区域开挖集水坑，采用潜水泵配合排水以加快排水速度。机械扰动会造成场地内凹凸不平，许多低洼处的水无法通过明沟排出，由于扰动后土壤变为稀泥状，人工无法开挖形成坡度的排水沟，低洼处的水达不到潜水泵抽水深度时可采用真空泵接降水管明吸的方式排出。
第一次扰动后，土体排水量较大，需用潜水泵及时排除
1.3.3优化扰动参数，第二次扰动排水质量控制
在场地表面水排出后再次使用挖掘机进行第二次扰动，扰动点间距可增大为3m×3m。第二次扰动时铲斗深入土中深度及扰动时间与第一次相同，但第二次扰动必须确保扰动区域的土层完全液化成稀泥状，使土中水分再次涌出。第二次扰动完成后再次对场地进行排水，排水方法及措施与第一次相同。
第二次扰动排水
1.3.4 增加排水明沟，表层疏通排水，加快固结速度
扰动完成后，表层人工开挖“井”字形沟槽，沟槽开挖尺寸为0.3m×0.3m，沟槽布置间距为5～8m，根据表层液化程度，可适当调整排水沟的间距，有助于排水贯通，低洼处设置集水坑，用真空泵明吸的方式将水集中排至主排水沟，同时沟槽的开挖增加了晾晒面积。通过机械碾压，使土体板结，加快固结速度。
1.3.5 分层回填、机械碾压、整平夯实
待被处理土体表面板结，剥离的表层土晾晒后含水率满足要求后，可对软地基处理区域进行分层回填碾压，每层回填厚度以控制在300mm为宜，并配合打夯机进行局部处理，以满足设计要求的压实系数。
2、处理效果评价
软地基加固处理前，拟建场地吹填土含水量高、土质松软，在动力作用下极易产生液化及沉降，机械设备无法进场施工；采用机械振密法加固处理后，地基承载力显著提高，可满足施工机械进场作业要求。
为了检验该地基的承载力情况，采用慢速维持荷载法对被处理区域进行浅层平板荷载试验。承压板面积1.2㎡，板底铺设20mm中粗砂找平层，采用千斤顶作加载装置，反力系统为堆载装置。经检测，经处理后的软地基承载力可达100KPa，满足设计要求的承载力≮80KPa要求。
静载荷法试验
第三方出具的地基承载检测报告（一） 第三方出具的地基承载检测报告（二）
3、实用性评价
结合厂区软地基处理实际情况，对设计要求的软基处理方案进行了经济性比较，见下表。
由上表可以看出，采用设计方案进行软地基处理产生的费用为21362941+16946521=38309362元，而采用机械振密法进行软地基处理产生的费用为23526800元，与设计相比机械振密法处理软地基可节约投资38309362-23526800=14782562元。
4、结语
机械振密法是一种较为新型的软地基处理方式，简化了传统地基处理流程，通过机械碾压和深层扰动过程中的震动作用，对饱和吹填砂性土进行加固，在实际工程应用中已体现出优越性，相比之前的软地基处理方法具有费用低、工期短、工艺简单、加固效果好的优点。特别是随着城市用地的日趋紧张，对江河沿海周边区域的利用已经成为趋势，机械振密法处理软地基具有良好的发展前景。
参考文献：
【1】王芳、郭进京、郑忠成，吹填土地基处理方法讨论[J].岩土工程界，2009，12（6）：15-17
【2】邹维列，吴国高，安俊勇等。强夯加固软土覆盖砂层研究[J]。岩土力学，2003，24（6）：985-986。
【3】杨绪军，高学峰。高真空击密在粉砂吹填土浅地基处理中的应用[J]。武汉大学学报（工学版），2009（42）：303-306。
【4】周健，张健。真空降水联合强夯法在软弱路基处理中的应用研究[J]。岩土力学，2005（S26）：198-200。
【5】朱胜利，王福春。高真空击密法在曹妃甸港煤码头吹填土地基加固中的应用[J]。中国海湾建设，2011（5）：43-46。
论文作者:李广荣
论文发表刊物:《基层建设》2018年第35期
论文发表时间:2019/3/27
标签：地基论文; 机械论文; 表层论文; 场地论文; 质量控制论文; 区域论文; 方法论文; 《基层建设》2018年第35期论文;