浅谈棱体后方吹填土处理对码头的影响

靳 峰

（山东港通工程管理咨询有限公司，山东 烟台 264000）

1 工程概况

某港口项目位于潍坊港中港区港池南岸，地处渤海莱州湾南岸，建设内容包括2个5万吨级通用泊位、港池、航道、陆域形成、工艺、供电、照明、通信、给排水、消防、生产辅助建筑物等配套设施。

陆域吹填土来源于港池航道疏浚土，吹填土主要为粉土、粉质黏土。设计吹填高程为5.0m，吹填区的高程应满足设计要求，完工后吹填平均高程不允许低于设计吹填高程，允许偏差为+0.20m；吹填高程最大偏差±0.30m。

2 地基处理设计及施工工艺

2.1 设计范围

本项目后方堆场地基处理，采用无填料振冲法处理地基。无填料振冲法施工范围为码头后方堆场。为保证码头建筑结构安全，无填料振冲处理区应从距离码头前沿线25.0m起，至码头前沿线后方500.0m范围内。码头前沿线后方25.0m～40.0m范围内振冲深度应按实际情况确定，避免破坏抛石棱体倒滤层。

2.2 施工工艺

2.2.1 工艺流程

施工准备→定标放线→振冲机定位→振动设备检查完好性→下放振冲器至砂面标高→启动水泵→启动振冲器→振动冲孔→匀速下沉至设计标高→留振、分段提升、留振、匀速提升至孔口留振→第一次成孔→依次重复三次后移至下一孔位→重复振冲→效果检测→验收。

2.3 施工过程

（1）振冲点布置、点距排距

根据设计振冲范围及密布效果的要求，振冲点按等边三角形布置成梅花形，振冲点间距重箱堆场区和码头前沿区为2.4m，其他区域为2.6m。

（2）变桩长施工控制

为保证码头建筑结构安全，#20、#21泊位地基处理范围从距离码头前沿线后方25.0m起，地基处理边线后方15.0m范围内地基加固深度为避免破坏抛石棱体倒滤层，根据《地基处理断面图》计算每间隔2.4m的振冲深度。采用两点共振法，由北向南逐排进行振冲，振冲深度为倒滤层设计标高以上1m。

（3） 振冲深度

根据地基处理深度：处理深度10.0m，且达到原海底面以下1.0m的设计要求。通过对下发的海域图进行研究，确定码头前沿线及各个场区的海底面标高，结合吹填高度，确定振冲深度，码头前沿25-40范围内为变桩长区域，根据吹填高度和倒滤层坡比确定振冲深度。

2.4 试验检测

地基处理后各土层承载力特征值，满足相关规范要求。

3 对码头的影响

3.1 施工期间的影响

2016年8月6日，在码头前沿后方40～50米范围，约13:45左右振冲场地突然出现塌陷，地面出现深坑并不断扩大，至14:30左右深坑面积约10*10米。至8月7日早上，出现塌陷位置大坑面积扩大至约25*25米。

3.2 码头生产期间的影响

2018年3月份，经过一次大风大潮后，码头面层大面积积水。码头生产期间发生2处沉陷坑，堆场联锁块面层及水泥稳定级配碎石出现塌陷，吹填土明显流失，未造成人员及机械伤害，但留下安全隐患。

4 原因分析

4.1 后方棱体质量的影响

根据设计文件说明：沉箱后设10～100kg抛石棱体，抛石棱体顶宽9.5m，边坡1:1；棱体外设置800mm厚二片石垫层和1100mm厚碎石倒滤层及400g/m2土工布一层，二片石和碎石倒滤层边坡分别为1:1.25和1:1.5。

墙后抛石棱体应和沉箱安装协调进行，以保证施工期安全。抛石棱体内摩擦角φ≥45°。

根据《重力式码头设计与施工规范》 （JTS2009）规定，棱体抛填前应检查基床和岸坡有无回淤或塌坡，必要时应进行清理。设计及规范未明确抛石棱体含泥量的质量控制，但根据施工经验，应严格控制抛石棱体含泥量，甚至严格控制棱体不含泥。

4.2 倒滤层质量的影响

后方棱体外设二片石及碎石垫层应达到设计及规范要求，铺设厚度及坡度不小于设计及规范要求。倒滤层是防止回填料流失的重要屏障，注意分段、分层厚度施工的搭接，保证其连续性和均匀性，重点控制水下倒滤层铺设质量，允许偏差水上0～+50mm，水下0～+100mm。

4.3 土工布铺设质量的影响

正常施工条件下，土工布铺设质量能够得到有效控制，但吹填土不能及时形成情况下，土工布未达到尽快覆盖，无法保证已铺设土工布的质量，造成土工布长时间裸露老化、后续施工破坏，降低土工布反滤作用。

4.4 吹填土施工的影响

吹填过程中，对码头的填土高度、内外水位、位移和沉降进行观测，码头发生较大变形等危险迹象时，立即停止吹填，并采取有效措施。

4.5 地基处理施工工艺的影响

本工程码头后方堆场是吹填土形成的陆域，采用无填料振冲法地基处理。设计图纸说明为保证码头建筑结构安全，码头前沿线后方25.0m～40.0m范围内振冲深度应按实际情况确定，避免破坏抛石棱体倒滤层。设计对该段变桩长区域并未明确振冲深度，只提出按实际情况确定，不破坏棱体倒滤层为原则。根据施工方案，按振冲深度为倒滤层设计标高以上1m进行控制，该段变桩长施工采用两点共振法，属于振冲施工质量控制的重点和难点，不能破坏棱体倒滤层及土工布。

5 结语

1）码头抛石棱体后方不建议全部采用吹填土形成陆域。从施工现状看，施工单位受施工组织能力、吹泥船工效等因素影响较大，后方吹填土很难短期内形成陆域。即使采用后方吹填土工艺，应考虑到为防止棱体后方土工布裸露时间过长，应增加土工布覆盖保护措施（例如再增加倒滤层进行覆盖）。

2）科学设计抛石棱体后方倒滤层区域的地基处理工艺，不建议全部采用无填料振冲法进行地基处理，不同基础采用不同的地基加固处理。对棱体后方倒滤层区域，可采用换填法加强或分层碾压等工艺进行单独地基处理。