抛石挤淤强夯法在海涂地区地基加固工程中的应用

杨峰

摘   要：海涂地区地基属于典型的软土地基，含水量比较大，承载力比较小，难以满足施工建设的要求。本文提出了抛石挤淤强夯地基处理方法，并阐述了抛石挤淤强夯法加固机理，结合实际案例，验证了此种方法在海涂地区地基加固工程中应用的有效性，最后提出了一些结论和建议，希望对同类工程施工建设有一定的参考和借鉴。

关键词：抛石挤淤  强夯  动力置换与混合  海涂地基

中图分类号：U416                                   文献标识码：A                        文章编号：1674-098X（2019）10（b）-0048-03

开发海洋是一个国家经济发展的战略性问题，相关专家预测表示，海洋资源将是未来经济的主要增长点。目前很多码头、港口、防波堤、跨海大桥等近海海岸工程事业蓬勃发展，这些工程都建立于海涂地区地基之上，此种地基的主要特点为强度低、含水量大于液限、孔隙比大、渗透系数小。需进行地基处理后，才能满足建筑物施工建设的要求。但海涂地区地基的特殊性，决定了现有的一些施工设备和人力难以直接施工。而抛石挤淤强夯法具有积极易行、效果显著、设计简单、施工便捷等优势，在地基处理中得到了广泛的应用，将其应用到海涂地区地基加固工程中，可有效解决传统问题，保证施工质量，值得大力推广应用。

1  案例分析

舟山鱼东220kV变电站新建工程位于浙江省舟山市岱山县岱西镇渔山岛东南角，原系渔船避风港址，占地4万多m2，它东北、西北侧环山，西南毗邻陆地，东南朝向东海，由于人多地少，加之该避风港面积已不适应形势的需要，决定“移山填海”，计划将此避风港回填后，建造成一所220kV的变电站，建筑总面积约10万m2。由于避风港受潮汐影响，高潮时水深到3～4m，落潮时可见港底，底为海涂，施工人员和机械均无法正常在其上行进，加之回填厚度约5～7m，工程之大，如何选择适合可靠的地基处理方案非常重要。地质剖面图如图1所示。

通过与桩基、排水固结和回填、挖填等地基处理方案在技术、经济和工期等方面综合对比后，我们决定采用抛石挤淤强夯法处理此海涂地基，即先利用开山块石进行抛石回填，在回填过程中，由于地基表层的淤泥极其软弱，就会有大量的淤泥被块石排挤开来，但是抛石回填后表层的块石仍然比较松散且不均匀，故对其进行强夯使之密实，同时，在强夯过程中，也会将块石不断挤入到下覆的淤泥土层中，达到动力置换和动力压密相混合的目的，这样原来的地基就得到了有效加固。

2  抛石挤淤强夯法加固机理

抛石挤淤强夯法在海涂地区地基加固工程中的应用示意图如图2所示。

从图2中可以看出，在具体应用过程中，要先用开山块石进行抛石回填，回填厚度控制在5～7m之间。由于海涂地区地基表层为淤泥土，相对比较松软，抛石回填时，大量淤泥就会被挤开，促使淤泥被置换（如图2b所示）。完成抛石挤淤操作之后，再借助强夯机械设备对表层松散的块石进行夯实处理，促使回填土更加密实[1]。但在具体强夯时，也会有部分块石被挤压到淤泥土层中，从而达到动力置换和动力压密相混合的效果（如图2c所示）。从中可以看出，抛石挤淤强夯法加固机理为：（1）抛石挤淤置换;（2）动力置换;（3）动力压密;（4）动力置换与动力压密混合[2]。

3  现场试夯

在抛石挤淤强夯法施工之前，要先进行试夯操作，确定施工的各项参数和技术指标，本工现场试夯的沉降曲线与强夯击数的关系如图3所示。

从图3中可以清楚看出，沉降曲线的变化规律，采用三种不同重量的重锤进行夯实试验，沉降量基本在12击左右达到稳定状态，因此，12击也就是本工程抛石挤淤强夯施工的最佳夯击能[3]。

4  大面积强夯施工方案设计

在现场试夯试验的基础上，我们提出了如下强夯施工方案：锤重12t，落距13m。然后，对场区内的房基和道路分别采取不同的方案，分别如图4a、图4b所示。

4.1 房基处理

在进行房基强夯过时，由点夯和面夯两种形式，采用点夯时夯击次数要控制在12击以上，其中最后两击沉降量要控制在5cm以下，夯点布置情况和夯击次数如图4a所示，每夯击三遍之后再进行面夯，采用相同的重锤和落距离面夯两次，总单位夯击能控制在250t·m/㎡。

4.2 路基处理

路基处理时，只能采用面夯法， 按照试夯确定的技术参数，夯击三遍，具体夯点布置情况和夯击次数如图4b所示，为保证路基处理的效果，在夯击加固处理过程中，单位夯击能为230t·m/㎡。

4.3 空地处理

在空地处理中，为保证处理效果，采用和路基处理时相同的锤重和落距，每夯击一下，表示夯击了一遍，空地处理中夯点布置情况和夯击次数与路基处理相同。

5  地基处理效果检验

抛石挤淤强夯置换法处理完成，为检验处理效果，还要对处理之后的地基进行全面系统的检测，以便为后期施工建设提供数据支持和理论指导。但就案例工程而言，抛石挤淤施工中，选择的石块体积比较大，级配差距比较大。常规检测方法如DPT和STP无法满足检测精度和效率的要求[4]。因此，采用了现场静荷载试验检验了处理后的地基承载力。同时，为了解处理后地基的变形特性，还进行了现场堆载试验。

6  结语

综上所述，本文结合工程实例，分析了抛石挤淤强夯法在海涂地区地基加固工程中的应用，得出以下几点结论：

（1）抛石挤淤强夯法的加固机理为：抛石挤淤置换、动力置换、动力压密、动力置换与动力压密混合四种作用，对于舟山鱼东220kV变电站新建工程大面积地基处理工程实例，通过現场静载试验、堆载试验，并对试验的结果进行分析，发现经过抛石挤淤强夯法处理的地基基础沉降量比较小，荷载稳定，满足施工要求，表明抛石挤淤强夯法在海涂地基处理中，具有有效性，值得推广应用。

（2）和其他地基处理加固技术相比，抛石挤淤强夯法具有操作简单、施工便捷、施工质量有保证等优点，并且具有很强的适用性，在很多地质条件中可以广泛应用。但就案例工程而言，强夯施工机械设备有限，并且夯锤的重量比较小，大大影响强夯的能量，可能是导致施工后沉降量比较大的主要原因。在今后类似工程施工中，要高度重视，尽量采用分层强夯、能量递增强夯施工技术，以增加强夯的动力压密和动力置换（混合）效果，从而更加有效地提高地基土的强度并减小工后沉降。

参考文献

[1] 尹金星，周龙旭.抛石挤淤结合强夯法在引堤工程中的应用[J].珠江水运，2019（12）：96-98.

[2] 闫耀峰.抛石挤淤强夯法在道路工程中的应用[J].科技视界，2016（14）：243.

[3] 陈大伟.抛石挤淤强夯法在高速公路软基处理中的应用探析[J].公路交通科技：应用技术版，2016，12（3）：132-134.