围海造地软弱地基处理技术研究与应用

吕永兴 单丹

摘 要：随着城市经济的快速发展，城市规模不断扩大，城市人口逐年增多，城市可利用土地资源呈现出严重不足的问题，所以围海造地工程成为了沿海城市解决城市用地紧张问题的主要手段与措施，在近些年得到广泛的应用，其中危害造地软弱地基的加固处理是围海造地工程质量的基本保证，基于此，本文以平潭猴屿工程为例，介绍了一种新型的围海造地软弱地基的处理技术，并对其处理效果进行了细致的分析。

关键词：围海造地 软弱地基 处理技术 排水固结 效果

进入二十一世纪以来，我国的社会经济不断发展，城市的现代化建设脚步也再不断加快，尤其是沿海城市，凭借其城市得天独厚的海运与旅游资源，获得了更大的发展平台，得到了更多的发展机遇，但是人口密度大，土地资源短缺等问题一直制约着城市的正常发展，而我国当前应用的围海造地技术多为吹填造地法，吹填土通常具有含水量大、砂石孔隙比大、可压缩性强、承载能力差等特点，不能满足工程建设的实际要求，必须经过相应的处理才能投入建设。

1.工程概况介绍

平潭猴屿海域填海造地工程位于平潭岛西侧，海坛海峡东岸，平潭海峡大桥以北、猴屿岛以南之间的滩涂海域。本滩涂海域地处潮间带，水深较浅，且所围海区域三面环山，仅西侧面向海坛海峡。该工程施工地点为某水产养殖原址之上，其土质原貌为港湾潮湿地带与浅海区，工程陆域总面积为48万㎡，天然泥面标高一般为-4.1m至+0.0m，通过对施工场地的勘测可以得到如下具体情况：场地主要由淤泥层和残积砂质黏性土层组成，共两层，淤泥层厚度从1.70m-10.10m不等，平均厚度为5.29m。软弱地基处理的目标为吹填淤泥层以及软弱下卧层软土地基，处理地基厚度达到8m-16m，交工场地标高为正6.5m，设计使用荷载为180KPA，软弱地基处理后残留的沉降量要求小于等于25厘米。

2.围海造地软弱地基处理技术对比分析

就现阶段我国围海造地工程的建设情况而言，围海造地形成的大面积地基普遍属于淤泥或者黏性土质成分组成的软土地基，其地基一般多为两层，下层为淤泥和黏性质土，上层为新近的吹填海沙，是一种典型的“二元”地基结构，通常具有高压缩性、高含水量、高灵敏度、低承载力的特点。为了对软弱地基进行处理，以此来达到工程施工的基本条件，通常会使用一系列地基处理技术对其进行加固，常用的软弱地基处理技术主要分为两大类：一类是排水静力固结法，其中又包括堆载预压法、真空预压法、堆载和真空预压联合法等;另一种是排水动力固结法，主要包括高真空击密法、强夯排水法等，处理技术的核心均为排水与固结，具体使用哪种方法要根据工程实际需要，选择操作简单、实用性强并且比较高性价比的处理技术。

在工程工期与施工条件允许的情况下，对于围海造地软弱地基的处理应该优先选用排水静力固结法，但是受到处理技术与工程实况的影响，在现阶段应用最广泛的处理技术是以人工排水固结为主的动力固结法，具有较高的应用价值，工程效率与效果也比高好。其中，强夯法是比较常用的动力固结法之一，其具有施工工序简单、工程周期短、工程造价低等优势，能够有效改善软土地基的荷载能力与固结情况，使其快速固结而满足工程施工条件。

3.围海造地软弱地基间接分级接力式排水固结法

3.1间接分级接力式排水固结法施工工序

该软弱地基处理技术首先要在地基下层以上约1.5米（中粗砂透水层）吹填土，地基下层黏性质土层顶面以上范围内形成一个水平转换层，然后在地基下层的黏性质土层中设置静力排水通道，在地基上层吹填土层设置动力排水通道，动力排水通道呈现点状且均匀分布。护岸埋设孔隙水压力29孔，陆域埋设孔隙水压力31孔，总共为60孔，在进行孔隙水压力监测后得出：全部实测孔隙水压力均与加载速度及时效有关，并与地表沉降积分层沉降的变化基本同步，相应孔隙水压力消散过程符合地基沉降的基本规律，观测结果正常。总体而言，护岸及陆域地基内部因加载引起的孔隙水压力已及时消散完毕，利于地基稳定。最大孔隙水压力的发生均与填筑速度有关，当速度减缓后，护岸或者陆域的孔隙水压力均恢复正常。最后在强夯等动力措施的作用下，地基上层的孔隙水被迫经由动力排水通道排出软弱地基。由于该地基处理技术设置了水平转换层，有效连接了地基上层与下层的排水通道，可以起到快速排水的作用，从而使得地基水位快速下降，并在强夯措施的辅助下，在短时间内实现软弱地基的加固目的，该方法在实际应用过程中具有施工周期短、地基加固效果明显、工程成本合理、性价比高等优点，适用于一般的围海造地形成的软弱地基处理。

3.2 地基转换层的设计与应用

地基转换层在设计与应用阶段要充分考虑到转换层的自然水渗透能力，同时转换层要满足一定的厚度，一般情况下要大于等于0.5米，另外要在软弱地基当中连续均匀的分布开来。地基转换层的设计与铺设可以有以下两种不同的方式：

方式一：地基转换层的设计人员可以在围海造地工程施工过程中介入，在其进行吹填施工过程中，根据吹填材料的性质与来源不同，选择合适的时间在地基标高区间内利用吹填的方式形成地基转换层;

方式二：如果在围海造地软土地基的表面以下，地基下层黏性质土顶面以上存在0.5米以上的厚度层，且该层的渗透系數相对较大（≥10-4cm/s）时，可以直接将该层作为地基转换层直接使用。

3.3间接分级接力式排水通道的铺设

间接分级接力式排水通道的铺设共分为两层，一层设置在地基转换层下部的黏性质土层内，另一层设置在地基转换层上部的吹填土层内，经由地基转换层形成排水通道，快速将孔隙水排出，完成地基加固处理。其中，软弱地基吹填土层动力排水通道的设置，需要跟据地基转换层的厚度与埋设深度来确定，以有效缓解深层地基加固处理困难的程度。软弱地基下部黏性质土层的静力排水通道应用的是塑料排水板，将其从上至下呈垂直方向插入到地基土层当中。待间接分级接力式排水通道铺设完成后，在强夯动力措施的施力下，地基中的孔隙水会被迫经由塑料排水板被排入地基转换层，然后在真空压差的作用下快速向邻近的轻型井点管方面流动，最后被井点管垂直排出地基以外，该排水通道的铺设路径很短，排水速度快且操作简便，排水效果良好，软弱地基得到有效加固处理。

4.间接分级接力式排水固结法应用效果分析

4.1 地基平均沉降量

在围海造地软弱地基处理施工前，选取了相同地基情况的5组试验区域，并在软土地基处理完工后对其进行钻孔取样分析，对比其地基处理后的平均沉降量。地基的沉降从工程施工开始时进行观测，前后共经过150小时，通过观察五个试验区域累计沉降量的记录图表可以看出，试验区域的软土地基在施工处理开始到工程完工后，共计累计完成平均沉降量达到2581毫米，其中地基处理阶段完成2444毫米，占总沉降量的94.7%，与工程施工的沉降设计值相吻合，满足工程施工条件。

4.2 地基残留沉降量

地基在经过处理之前，由于新近吹填的淤泥含水量较大，孔隙比大，所以地基的沉降量主要靠淤泥的自重进行沉降固结，排水与沉降固结速度较慢，而在对其进行间接分级接力式排水固结处理以后，在真空排水与强夯作用的交替作用下，地基吹填土以及地基下层黏性质土层中的水被快速排出，地基孔隙比与含水量快速减小，地基得到快速固结，地基沉降速率加快，随着工程施工完成，地基的沉降速度慢慢下降，趋于稳定，完工24小时以后地基沉降基本完成。

5.结论

综上所述，围海造地软弱地基的处理需要根据实际工程情况与地基土质结构而定，选择适当的处理技术对其进行加固处理，使其满足工程的施工要求。本文通过实例探讨了一种新的地基处理技术，希望为相关施工单位提供帮助，从而促进我国沿海城市围海造地项目的进一步发展。

参考文献：

[1]赵有俊.围海造地软弱地基综合处理技术[J].四川水泥，2016（12）：199.

[2]顾金耀.软土地基加固处理方法的探索实践[J].建设监理，2019（04）：47-49.