基于设计地面高程的吹砂造陆沉降分析

冯国杰

摘 要：按照吹砂造陆地基沉降完毕后满足地面高程设计要求的原则，提出了一种考虑沉降土方荷载的吹砂造陆地基沉降计算方法。算例表明，如果进行地基处理，为降低工程费用，计算吹砂厚度宜考虑吹砂造陆地基沉降。

关键词：吹填 沉降 地基处理

1.引言

由于土地资源的稀缺，为缓解经济发展中建设用地不足矛盾，在我国沿海许多地區悄然流行。据国家有关部门统计，从2002年至2010年，我国围填海总面积从20平方公里快速增加到534平方公里。沿海各省市的“十二五”规划中，均有围海填海的计划。福建、广东等沿海省份不少吹填造陆工程是吹砂形成陆地。例如湛江东海岛吹填造陆工程大部分区域吹填土为中砂或粉砂，局部区域为黏性土或流泥。吹砂造陆工程沉降完毕后，包括面层结构在内的地面高程应满足建设单位或规划部门要求（以下通称“设计要求”）。因此，吹填土如果计算沉降偏小，则沉降完毕后高程不足；如果计算沉降过大，则吹填工程造价增加。由于吹填土厚度包括沉降量，因此吹填土厚度不能预先知道，导致地基附加应力和沉降计算都很困难。

本文主要分析吹砂造陆工程沉降计算方法。

2.吹砂造陆地基处理方法

除非原位地基不存在软黏土层，在吹砂造陆上建造房屋、工艺设备等对差异沉降较敏感的建（构）筑物时通常采用桩基础，本文所指的地基处理不包括上述建（构）物地基。

2.1原位地基处理

如果原位地基存在软黏土或可液化砂层等，通常需要地基处理。原位地基位于水面以下时，为便于地基处理施工、降低工程造价，通常在吹填完成后再进行地基处理。

当吹填砂层厚度较大时，堆场地基承载力、稳定性往往不受原位地基控制，原位地基处理的主要目的是减小工后沉降。当吹填砂层厚度较小时，堆场地基承载力、稳定性和工后沉降可能同时受原位地基的控制。

原位地基软黏土通常采用排水固结法进行处理。竖向排水体通常采用袋装砂井、塑料排水板、砂桩、碎石桩等。对于煤、矿石等散货堆场，采用排水固结法时，通常可以利用散货作为加固荷载。工期紧张时，也可采用造价较高的搅拌桩复合地基处理。

2.2吹填砂层处理

吹填砂层处理的目的是减小工后沉降、提高地基承载力、避免地震液化。吹砂地层通常采用强夯或振冲处理，吹砂厚度小于3m时可采用冲击碾压。吹填砂层处理有时结合原位地基处理进行，采用砂桩或碎石桩进行挤密或复合，有的工程直接利用袋装砂井或塑料排水板施工时的振动、挤密作用处理吹填砂层。

吹砂造陆地基处理具体方法选择和参数确定取决于工程对地基承载力、稳定性、工后沉降等方面的具体要求。

3.沉降计算方法

3.1吹填砂层重度

吹填砂重度应根据地下水位、地基处理方法等确定。吹填砂处理前、后的吹填砂重度宜根据工程类比或根据现场试验确定。不具备上述条件时，吹填砂处理前、后的重度、浮重度（地下水位以下取浮重度）可分别按式（1）和式（2）估算。