基于吹填砂土地层的深层软基处理施工技术

李梦凯

（中交二航局第五工程分公司，湖北武汉 430013）

在社会不断发展的过程中，最具代表性的便是水工建筑物，而水工建筑物的建设质量也在一定程度上决定一个城市的经济与社会发展水平。诚然，在实际的施工过程中，由于水工建筑软土地基具有含水量大、渗透性差、压缩性强等的特点。当码头经过长时间的使用后还会出现下沉的现象，进而给整个行业领域造成严重的负面影响。因此施工企业应当加大对吹填砂土地层的深层软基处理施工技术的研究，减少安全隐患，使软基处理施工技术的安全性和稳定性都能达到行业规定标准。

1 案例概况

阿玛多尔（Amador）邮轮码头项目位于巴拿马湾内，紧邻巴拿马城南部的佩里科岛（Perico Island）东侧，南接太平洋，北侧连接的巴拿马运河南口。陆域采用围海吹填形成，航站楼吹填面积6.8×102m2。航站楼作为陆域建设的核心工程，是邮轮码头项目的地标性建筑，总建筑面积15673.00m2，项目建设工期为180 日历天。

2 软基处理概述及施工过程中存在的危害

2.1 软基处理概述

深层软基处理指的是对施工过程中的软土、软土中的砂砾以及其他物质共同形成的地基，其中松软是软土地基中的主要特点之一。所以其具有超高的可塑性，但由于软土地基承载能力较低，在施工过程中十分容易出现流变性和触变性的现象，这主要是由于其中的高含水量而造成的。此外在开挖过程中还会由于水分的历史使地基变得更加松软。因此，加强和注重对深层软基处理施工技术的研究显得尤为重要。

2.2 软基处理施工技术施工中软基存在的危害

从深层软基处理施工特点来看，深层软土地基具有含水量大、渗透性差、压缩性强等特点。因此在具体的软基处理施工技术应用过程中，大部分的建筑物都会由于深层软基问题而出现滑动的现象。假如在具体的施工过程中一旦遇到降雨，还会加大地基负荷，严重时甚至会出现失衡的现象，不仅会给建筑物体的安全性与稳定性带来影响，还给施工人员的生命及施工企业的财产安全造成较大的威胁。

再在从深层软基处理施工性质来看，由于软土地基沉降量较大、沉降时间较长，而软土的厚度又对其固结能力具有重要的影响，且呈现不均衡的分布状态，使工程项目结构略显异常，如果在此基础上组织工程建设，不仅容易出现开裂，还会造成建筑问题下沉。因此，在对本项目的软基处理中，如果不作任何的地基处理，稍有不慎就会造成工程的质量问题。同时在自然地质灾害的情况下（本工程项目的自然地质灾害主要有台风、暴雨、潮位、海浪等）将会造成无法挽救的后果。于是在具体的建设过程中需要从施工总体部署、主要施工工艺及方法、工程技术质量管理、环境保护、风险管理与防范出发，结合工程项目的实际情况综合与全面考虑各个施工环节软土地基处理施工方案。

危害软土地基的因素有很多，具体有以下几个方面：①对软土地基的研究力度不够；②没有加大对软基处理施工技术的重视程度，早期的勘探工作中没有对其进行充分的设计与分析。毕竟由于深层软基处理施工本身就对固定的地层造成了破坏，如果软基处理不合适就会引起地基的摩擦力与推力，地基的不稳定性由此形成。

3 深层软基处理施工技术

3.1 排水法施工技术

（1）设计机理。根据对本项目所在区域实地勘探：项目所在区域内有着较厚的黏土层，该黏土层具有含水量大、压缩性强度低、透水能力差等的特点，在建筑物的载荷作用下会出现沉降且持续时间较长，进而影响建筑物的安全性与稳定性。所以项目通过利用打竖向排水板方法处理软弱土层，让深层软基中的孔隙水排出。根据淤泥层的软弱程度，使用1m 或者1.5m 间距的三角形网格排水板施工技术。排水板施工技术作为一种力学的竖向排水体，其结构主要由芯板和滤膜两部分共同组成。

（2）工艺流程。①测量定位：利用CAD 制图绘制出本项目所在区域内所有排水板桩位的布点图；②插板机移机定位。插板机桩靴落地定位的误差应控制在±50mm 范围之内，由插板机操作人员在控制室内控制，控制桩管下插时的垂直度既要符合设计的要求，且不得±1.5%，在排水板布点如上标记已经完成的施工内容，并标注施工日期；③安装插桩管销卡，在塑料排水板末端伸出的导管底，使用插桩管销卡卡紧排水板；④试插塑料排水板至设计深度，分步骤测量划分淤泥层层低标高相同或者近似的区域，试插摸底以此验证勘探资料的准确性，并确定插管与提管的速度，在通过试插确定塑料排水板的深度，台车上的操作人员应当先启动卷扬机，再启动振动锤，将排水板打入预定的深度，关闭振动锤，保证排水板的设计底标高为穿透淤泥层底部0.5m；⑤上拔桩管：现将卷扬机调整至相反方向，再提起卷扬机的锤和桩管，缓慢放松拉绳，卷扬机操作人员通过观察锤、桩管和拉绳在否在插管内运动，以此确定“排水板的回带”情况。每一根塑料排水板打设完毕之后，经过检验和确认并做好相应的记录；⑥切割塑料排水板，保证其在砂垫层的预留长度为20cm；⑦移动机械设备到下一桩位。排水板工艺流程如图1 所示。

图1 排水板工艺流程

3.2 振冲法施工技术

（1）设计机理。振冲法又被称之为振动水冲法，指的是通过振动和水冲加固土体相结合的方法。振冲器、吊机和水泵是振冲施工技术中应当使用到的主要机具，本项目施工现场主要使用ZCQ132 振冲器。

（2）振前检测。为了准确了解和掌握排水板粘土层的性能，本项目计划开展14 各振前CPUT 完成对砂额软粘土性能的检测，虽说振前CPTU 是对砂原和地层资料的确认，但必须要进行一个额外的CPUT 实验，从而保证试验的可靠性。

（3）振冲实验。从目前的情况来看，振冲施工技术在软基处理施工技术中得到迅速的推广和普及，但是对振冲加密机理、设计、开发放线依然处于研究和开发的阶段。在振冲过程中如果排水板网格太密，会影响工程项目的施工效率；如果排水板网络太松，又无法实现振冲密实的效果。因此本项目将进行3m 和3.5m两个间隔的试验段施工。

（4）施工步骤。①先做试验，待试验结束后检验地基强度和地基承载力，确定振冲参数后才能全面组织施工；②清理并平整施工现场，使用钢卷尺放线测量孔位，孔位以正三角形布置并保持一定的距离；在施工之前认真检查振冲器、回填料的性能、电流电压表的准确度；③将振冲器对准需要加固的地方，先打开水源再启动电源，认真检查水压、水量、电压、密实电流、空载电流是否正常工作；④启动吊机，为避免孔中塌砂浆振冲器包围，振冲器的下沉速度要快和要准，并及时观察振冲器电流变化情况，且最大电流值不得超过额定电流值，一旦发现超过应当缓慢降低振冲器的下沉速度直至其停止下沉；⑤当振冲器下沉速度达到设计的要求后减少射水量，留振10～20s，严密观察振冲器电流变化情况；⑥振冲器使用完毕之后先关机后关水，移动机位，进入下一道工序。

（5）施工要点。①软基处理振冲施工技术应用过程中，为保证本工程项目施工质量，电压、密实电流以及留振时间要符合相关的要求，当电源电压小于350V 时应当停止施工；②振冲密实中，倘若振冲器不能正常贯入，可通过增加辅助水管的方式加快其下沉速度；③施工顺序应沿着平行直线，逐点进行；④本项目施工共振72 个孔位；⑤在振杆上每隔50m 一格处标明刻度，并保证每振动上拨50cm 留振10～20s；⑥施工结束后，随机选择3 个检验孔进行CPT 静力触探检验；⑦做好施工现场所有的记录和控制工作。

4 结语

综上所述，深层软基处理施工中软基处理施工是一项复杂且系统的施工技术。本文主要针对深层软基处理施工中软基处理施工中的关键技术进行了较为深入的分析，并分别运用换土法、振冲法、结构法、深层水泥拌合桩法、加筋土法以及加载预压法施工技术做好软基处理工作，保证整个施工过程顺利进行，进而提升深层软基处理施工的质量。