挖沟+翻晒+强夯联合工艺在软基处理中的应用

马文秀+葛玉祥+李森林+焦永伟

摘要：文章以吹填场地进行场地预处理为例，针对该场地特点，通过多种可行方案的优选最终采用了挖沟+翻晒+强夯的综合施工工艺，经第三方工后检测表明，达到了预处理的目的，效果良好。通过该项目的成功实施，此种综合施工工艺在大部分吹填场地进行浅层预处理是可行的，它不仅节约了工期，还能节省工程造价，场地适宜时值得引荐并推广。

关键词：吹填区预处理；挖沟；翻晒；强夯；软基处理 文献标识码：A

中图分类号：U213 文章编号：1009-2374（2016）32-0109-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.32.054

目前关于软土地基处理的方法主要有换填法、抛石挤淤法、爆破挤淤法、堆载预压法、化学加固法等，每种方法均有各自的使用条件及优缺点；而针对新近吹填的围海造地场地的预处理而言，结合吹填场地的特点又可采用强夯法、真空排水固结法、动静力排水固结法及排水联合振冲法等多种方法。基于软基处理的方法多种多样，达到同样的地基处理目的可能同时有多种方法，但不同的方法所用的工期和产生的费用差异巨大。鉴于此，针对某一特定场地而言，确定选择最佳的地基处理方案尤为关键，尤其是工程量较大时，最佳方案不仅能节约时间，而且还能产生巨大的经济效益。本文以“京冀曹妃甸协同发展示范区某项目”的场地的浅层预处理为例，通过方案对比，确定了适合该场地的最优预处理方案为挖沟+翻晒+强夯的综合施工工艺，为本项目节约投资近三千万元，节约工期三个月以上。

1 工程概况

京冀曹妃甸协同发展示范区（产业先行启动区）位于曹妃店工业区北区，实际土地整理面积为189.14万m2，根据地勘资料将本工程划分为A、B、C三个区域，其中A区浅层土质以淤泥为主，含少量砂质，厚度0.7～4m，含水量高，面积为33.04万m2；B区土质差异性较大，吹填土、淤泥质土和粉土在区域内呈不规则分布，面积约62.97万m2（其中B1区浅层为淤泥，层厚1～5m，面积约20.99万m2，其他区域为B2区）；C区浅层主要为吹填土，土质较好，但地下水位较高，面积约为93.13万m2。

按业主要求，场地预处理后平均标高为4.5m，地基承载力特征值fak≥60kPa，设计单位对不满足该要求的区域拟采用真空预压或明排联合振冲法来处理。

2 工程地质及水文地质条件

2.1 工程地质条件

根据勘察资料，场地地基土主要由第四纪全新世海相沉积和第四纪上更新世海陆交互沉积的黏性土、粉土、砂类土和人工吹填土所组成，其中浅部地层岩性如下：

人工吹填土①层：主要为场区内围海造地吹填形成的，灰褐～褐色，成分以粉土、细砂为主，含贝壳碎片，松散-稍密，普遍分布，层厚1.0～5.0m，地基承载力特征值为70kPa。

淤泥②层：灰-灰黑色，流塑，饱和，含有机质，贝壳碎片，有腥臭味，局部可见灰绿色的条纹，普遍分布，层厚0.9～6.0m，地基承载力特征值为30kPa。

粉土②1层：灰-灰黑色，饱和，含有机质，贝壳碎片，有腥臭味，局部可见灰绿色的条纹。松散，普遍分布，层厚1.0～5.0m，地基承载力特征值为90kPa。

2.2 水文地质条件

本场地在吹填之前被海水淹没，经吹填使地面抬高，地下水位埋深为0.5～1.3m，标高为2.25～6.21m。

3 施工方案的确定

根据勘察资料及处理目的，该场地进行预处理主要是提高②层淤泥层的力学性能，以满足项目的进场条件。基于此，设计院提出了真空预压、固化及明沟排水联合振冲等方案，这些方案虽工艺可行，但工期长、造价高。我公司借鉴曹妃甸类似场地的成功经验，依靠对吹填区域淤泥层处理技巧的掌握，提出该场地条件下进行预处理的最佳方案应为“挖沟+翻晒+强夯”的综合施工工艺。经多次论证，由于该方案造价低、工期短、优势明显，且有成功案例，最终被采纳并实施。以下针对A区进行详述施工过程，其他区略。

4 施工工艺及有关技术要求

4.1 施工工艺

“挖沟+翻晒+强夯”联合工艺的主要施工顺序为：开挖明沟降排水→开挖堆堆翻晒→根据现场实际情况，场地标高较低或淤泥含量较高时需局部回填砂→平整场地（回填次沟、主沟不回填）→强夯点夯两遍，满夯一遍→场区内主沟回填并强夯，平整场地、碾压。

4.2 有关技术要求

4.2.1 明沟开挖、降水。

第一，水沟开挖的技术参数：主沟：间距40m，深度2.5m，坡度1∶1.5，底宽1.5m；次沟：间距20m，深度2.0m，坡度1∶10，底宽1.0m。

第二，降水、翻晒：（1）在场地四周开挖的主排水沟与河道连接，并向河道方向形成一定的坡度，以便于地基土中排出的地下水顺坡自流；（2）在场地内主沟之间开挖次沟，使之与主沟相互贯通，形成引水通道，通过引水通道流入主排水沟，同时加强排水沟及引水通道的及时清淤工作；（3）积水严重区域可采用人工和机械组合方法，开挖深集水坑，使用抽水泵持续将集水坑中的积水通过排水沟强排出场区，避免积水因地势原因回流或浸泡四周地基土；（4）主次沟开挖后，为节约工期，提高地下水的排水效果，淤泥区域的沟间土采取挖土晾晒以加强场地表层土的水分蒸发，翻晒3遍，每遍翻晒一周以上。

4.2.2 局部回填砂。场地内局部淤泥含量较高时，需回填粉砂、粉细砂，厚度不应小于0.5m，不含植物残体、垃圾等杂质且含泥量不得超过5%。

4.2.3 地基强夯。

第一，施工参数。

点夯：间距：6m×6m；四个点夹一个点形成梅花型布置；夯击遍数：点夯两遍，夯击能：2000kN·m；夯击击数：第一遍点夯3～5击，第二遍点夯5～8击。

满夯：夯击能1000kN·m，一遍一击，锤印搭接1/4锤底面积；每遍间隔时间暂定为3天（视孔隙水消散情况调整）。

第二，强夯工艺流程。①清理并平整场地→②标出第一遍夯点位置并测量场地高程→③起重机就位，夯锤置于夯点位置→④测量夯前锤顶高程→⑤起吊夯锤到预定高度，开启脱钩装置，待夯锤脱钩自由下落后放下吊钩，测量锤顶高程→⑥重复第⑤步骤，按设计规定的夯击次数及收锤标准，完成一个夯点的夯击→⑦换夯点，重复第③～⑥步骤→⑧用推土机将夯坑填平，并测量场地高程→⑨在满足遍夯间歇时间后，按上述步骤逐次完成全部夯击遍数，并测量夯后场地高程。

4.2.4 振动碾压。振动压路机稳压1遍，振动碾压3～4遍，压路机一个来回为一遍，每遍碾压间隔时间不小于4小时，碾压搭接宽度不小于30cm，相邻碾压遍间采用正交行驶方向交错碾压。采用振动压路机最大激振力不小于340kN，振动频率为28～35Hz。

5 完成的主要工作量

本工程施工范围包括沟槽开挖、机械翻晒、强夯、机械碾压、排水、降水、挖一般土方、回填方、场地移交、施工现场清理等。包括为完成上述工作所采取的一切措施。本工程工作量如表1所示：

6 质量控制要点

（1）施工前，首先对甲方提供的坐标点进行复测，同时平整场地并测量地面标高，然后定位放线；（2）所有施工设备进场前先进行检验、检测，确保设备进场后能马上投入施工，以免影响后续施工计划；（3）及时掌握现场施工进度，按业主要求及时增减施工设备；（4）沟槽开挖严格按设计的尺寸，有坍塌、堵塞情况出现时及时进行清理，保证沟槽的贯通及时排出积水；（5）翻晒的深度和遍数要达到设计的要求，多方面搜集气象资料并做好预报，避开雨天施工；（6）配备充足的备用排水设备，以保证达到场地的排水、降水要求，将场地内的水及时排出。设备出现故障及时维修并安置备用设备，保证正常施工；（7）碾压设备型号及碾压次数要达到设计要求，保证碾压后场地平整；（8）回填方施工时，保证将淤泥全部挖除，确保回填料的质量达到要求；（9）强夯时将夯锤起吊至预定高度后脱锤，夯击地面，测量锤顶面标高，计算单击夯沉量，如此反复，当达到设计夯击数及最后两击平均夯沉量满足规范及设计要求后，方可移机；（10）满夯施工时，严格控制夯击数、保证夯锤落距和夯印搭接≥1/4锤底面积。

7 工程检测

施工结束以后，建设单位委托具备检测资质的第三方对项目进行了工后检测，测试方法包括静载荷试验、重型动力触探、标准贯入试验等手段，试验数量满足规范要求，试验结果均满足了设计要求，达到了预处理目的。

8 结语

本项目进行的场地预处理，主要是针对吹填造陆时产生的淤泥特性，采用了挖沟+翻晒+强夯的综合施工工艺，处理后地基承载力大于60kPa，满足了进场需要。由于该工艺的核心是排水，即采取各种措施挤出淤泥里面的水，无论明排、晾晒还是强夯均以此为目的，只要水能出来，问题就能解决。因此，该工艺的唯一缺陷就是受天气影响很大，施工期应尽量避开雨季，除此之外较其他方法具明显优势，操作简单、工期短、造价低是其典型特征。

作者简介：马文秀（1985-），男，河北保定人，中勘冶金勘察设计研究院有限责任公司助理工程师，研究方向：岩土工程方面的地基处理施工；葛玉祥（1979-），男，河北保定人，中勘冶金勘察设计研究院有限责任公司高级工程师，注册岩土工程师，一级建造师，研究方向：岩土工程方面的勘察、设计、施工。

（责任编辑：小 燕）