塑料排水板与砂桩联合堆载在滨海吹填软基中的应用

王 联 星

(中交三航局厦门分公司，福建 厦门 361006)

塑料排水板与砂桩联合堆载在滨海吹填软基中的应用

王 联 星

(中交三航局厦门分公司，福建 厦门 361006)

结合某项目的软基处理工程实际，介绍了塑料排水板与砂桩联合堆载工艺，通过分析监测及检测结果，评估了软基处理效果，阐明了该工艺在工程中的适应性，为吹填软基地基处理技术的提高提供参考。

软基处理，塑料排水板，挤密砂桩，堆载预压

1 工程概况

1.1 工程概述

汕头市东部城市经济带处在汕头市韩江三角洲网河出海口门区域，项目以河口治理、海堤建设为切入点，规划面积24 km2。工程分为三大片区：汕头港防砂堤至新津河口(新津片区)、新津河口至外砂河口(新溪片区)、外砂河口至莱芜岛(塔岗围片区)，三大片区沿海岸修筑封闭的海堤，然后在封闭围区内填砂土造地，再进行规划建设。由于场区内为新近吹填砂造陆，且濒临海岸本身地质条件复杂，物理力学性能较差，因此必须对软弱地基处理后才能进行道路的规划建设。为合理选择软基处理工艺，在项目中布置了软基处理试验段，其中采用塑料排水板与砂桩联合堆载工艺的试验段长150 m，宽70 m，面积为10 500 m2。

1.2 地层条件

该项目处理前地基为新近吹填砂造陆，据勘察资料可见地层上部为吹填中粗砂，下卧淤泥质土，沉积软土的分布性状和厚度差异很大，结构复杂。塑料排水板与砂桩联合堆载工艺试验段地层情况如下：1)④1层以上主要为吹填砂层，中等～严重液化，需采取必要的措施，消除砂土液化，该层以上总厚度6 m～8 m；2)④1淤泥质粘土层，具有一定厚度且埋深较大，具有高含水量、大孔隙比、高压缩性、低承载力等特性，在长期荷载作用下会有较大沉降及不均匀沉降，因此，需采取措施提前完成此层的工后沉降，该层厚度约11 m～13 m；3)④1层以下为粘土、粉质粘土、中粗砂层，具有较高的承载力特征值。

1.3 处理目标

该地基处理后用于市政道路建设，设计提出的处理目标是：

1)表层工后沉降推算值小于20 cm；2)处理后砂土液化指数不大于8；3)地基表面承载力特征值不小于120 kPa。

2 施工工艺流程及设计参数

1)工艺流程见图1。

2)设计参数见表1。

3 工艺的加固机理

利用塑料排水板作为竖向排水通道，在排水板施工振动及堆载加载的影响下下卧淤泥层中的孔隙水压力上升，水分沿着排水板排入上覆的砂层，通过集水井排出场地，使得淤泥达到排水固结效果；砂桩主要对上覆吹填砂层进行处理，增加砂层密实性的同时消除砂土液化。

表1 施工设计参数表

4 施工控制要点

1)严格控制塑料排水板搭设深度及间距。

2)控制砂桩填料方量及桩管上拔速度，防止填料不足或上拔过快导致短桩、断桩情况发生。

3)控制堆载施工速率，防止加载过快导致瞬时沉降过大，造成地基失稳。

4)及时采集、分析监测数据，控制施工速度、了解软基处理效果，指导堆载、卸载等施工节点。

5 监(检)测数据及分析

5.1 工后沉降分析

从塑料排水板施打完成后开始记录沉降数值，累计观测213 d，根据所监测得到的数据资料，采用三点法、双曲线法、Asaoka法三种方法预测地基的最终沉降量，推算在现有施工条件下的残余沉降值，具体计算结果见表2。

表2 沉降计算结果表 mm

由表2可见，采用三点法、双曲线法、Asaoka法三种计算方法推算的工后沉降量均满足小于20 cm的设计目标。

5.2 饱和砂层抗液化能力分析

采用标准贯入试验对砂土液化进行判别，试验段共进行了3个孔的标准贯入试验，依据现场标贯及试样参数实测值，分别采用JTG TB02—01—2008公路桥梁抗震设计细则和GB 50011—2010建筑抗震设计规范中简述的规范评判方法，判别场地中浅层饱和砂土的抗液化能力。两种规范判别浅层饱和砂的抗液化能力一致，经过施工处理后，浅层饱和砂由中等～严重液化改变为轻微液化。3个标贯孔的液化指数均不大于8，满足设计目标。统计结果见表3。

表3 标准贯入试验砂土液化统计表

5.3 十字板剪切试验统计分析

分别统计软基处理前后相同孔位相同标高处软土层的十字板抗剪强度指标，评价软土地基处理效果。处理前后十字板抗剪强度指标见表4。

表4 处理前后十字板抗剪强度指标表

由表4可见，在完成堆载施工后，软土层的十字板剪切强度有明显地提高，提高幅度为37.39%，软土层强度得到有效地提高。

5.4 静载荷试验分析

卸载完成并平整场地后，沿中线布设2个点位进行静载荷试验，最大加载值240 kPa。试验结果见表5。

表5 静载荷试验结果表

土体最大变形量为22.38 mm，载荷试验p—s曲线未出现拐点，土体未发生局部剪切破坏，表明极限荷载大于240 kPa，浅层承载力特征值不小于120 kPa，满足设计目标。

6 结语

1)由监(检)测数据及分析可见，该吹填地基处理试验段经塑料排水板与砂桩联合堆载施工完成后，沉降已趋于稳定，软土层的剪切强度得到大幅提升，推算的表层工后沉降量远小于20 cm，浅层饱和砂层由中等～严重液化改变为轻微液化～不液化，浅层承载力特征值不小于120 kPa，达成设计目标。

2)滨海吹填软基往往具有饱和砂层、淤泥层共存的情况，塑料排水板与砂桩联合堆载施工可同时对这两种软弱土层进行处理，具备节约工期且经济可行的特点，在该类项目中有一定的借鉴意义。

3)鉴于吹填软基土层的复杂性，对于不同工程不同的地质条件，选择工艺时必须要通过试验段的施工并经监(检)测分析确定其适用性及相关施工参数。

[1] 青岛市滨海公路建设指挥部.青岛滨海公路深厚软基处理关键技术研究报告[R].2003.

[2] 刘玉卓.公路工程软基处理[M].北京：人民交通出版社，2003.

On application of surcharge load with plastic drainage plate and sand piles in coastal dredging-reclamation soft foundation

Wang Lianxing

(XiamenBranchofCCCCNo.3HarborBureau,Xiamen361006,China)

Combining with the soft foundation treatment project of some program, the paper introduces the craft of the surcharge load with plastic drainage plate and sand piles, evaluates the soft foundation treatment effect according to the analysis, monitoring and test results, and illustrates the workability of the craft in the project, so as to provide some reference to enhance the treatment of the dredging-reclamation foundation.

soft foundation treatment, plastic drainage plate, sand drain, surcharge load preloading

2015-04-25

王联星(1983- )，男，工程师

1009-6825(2015)19-0070-03

TU445

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