张 冬,张 飞
(中港建设集团有限公司,江苏 苏州215000)
辽东湾地处渤海湾东北部,大辽河入海口右岸,2013年晋升为国家级经济技术开发区。近年来发展迅速,现已引进多家中字头的企业来园区投资,具有很大的商业开发潜力。
新区至组建以来,大力兴建基础设施,全力的扩张版图,其中最重要的是“向大海要地”,即围海造田。自2010年以来,新区在渤海湾新建了若干个围海堤坝,从海底抽取淤泥、海沙等充填物,进行造地。然后采用真空预压、换层碾压等方法把围起来的土地进行处理,直至软土完全固结,符合工业用地标准。
处理后的地基承载力是一项重要指标,在地基处理后的一段时间,天然的降水、海水的地下补给等,都会影响地基的承载力,也是需要解决的实际问题。
软土地基地层主要有吹填土、粉质黏土、粉土、淤泥层,其中粉质黏土与粉土、淤泥层等经常出现互层。吹填土为外来地层,主要来自海底,夹杂各种海洋生物,如贝壳等。该地区软土地基处理方法主要是塑料排水板联合真空预压法,工期时间较短,效果容易控制,成本较低。
由于历史特殊原因,该区的软土地基处理后,未能进行验收,其主要原因是北方沿海地区尤其是环渤海湾地区,冬季寒冷,虽然海面不会封冻,但岸边积压很多海冰,而春夏季时,降水量较大,处理后的地基海拔较低,甚至处于海平面以下位置。地基长期处于这种环境下,使得处理后的地基一直荒废和无法使用,必定会损坏处理后地基的完整性和可靠性。
按照设计要求,需要在地基处理完之后马上进行平板载荷试验,浅层平板载荷试验能够快速检测地基的表层承载力,静力触探试验能够自上而下测试出土的承载力,土工试验能够检验土的固结状态,通过实验能清晰地揭示整个场地的软基处理效果。
在地基的表层,安放边长1m的正方形刚性板,逐级增加荷载,并测得每一级的稳定沉降,直到达到地基破坏标准,由此可得到地基的承载力值大小。
平板载荷试验优点是能够快速、准确地验证地基承载力值;缺点是其承载力特征值所反映的地层仅为其承压板的边长1~2倍,只能反映出地层1~2m深度范围内的承载力值情况,不能代表整个处理过程是否合格,需要进行静力触探试验补充。
静力触探试验指利用压力装置将有触探头的触探杆压入试验土层,通过量测系统测土的贯入阻力,可确定土的某些基本物理特征,如土的变形模量、土的容许承载力等。静力触探在现场进行试验,将静力触探所得贯入阻力与载荷试验、土工试验有关指标进行回归分析,可以得到适用于一定地区或一定土性的经验公式,通过静力触探所得的计算指标确定土的天然地基承载力。
静力触探试验的优点是能够快速、准确地测试出不同深度土的承载力及变形模量,其特点是能够弥补平板载荷试验的不足,并通过此试验了解土层深部的物理力学特征。缺点是其测试出来的承载力等参数,不是直接得到测量值,缺乏一定的普适性,尤其在没有经验的土性地区,其准确性有待于验证。此外,该方法的工作方式也具有局限性,尤其在软土地区,倘若遇到硬夹层,如细砂层、粉砂层等,其穿透力明显不足,容易穿不透而造成起锚现象。
在真空预压地基处理之后进行钻探取样,进行原状土的各种物理力学指标试验,引用真空预压地基处理前的勘察报告,通过对预压前后物理力学指标对比分析,评价真空预压的加固效果。对土工试验成果及现场标准贯入试验分层分析,剔除异常值进行统计,各土层处理前后数据对比,认为处理后的数据结果较之前有所改善。
(1)平板载荷试验的目的是检验地基的表层承载力信息,但具有一定局限性,尤其是对深部信息掌握不够,需要进行改进。
(2)静力触探试验是对平板载荷试验的再补充,从而解决了深部承载力探测的问题,但其方法存在一定的非普适性,使用时需要注意。
(3)土工试验只能在软基处理效果是否有效方面进行评价,而不能从是否满足设计要求等方法评价,因此也不能作为评价的主要依据,只能作为辅助结果。