集装箱码头吹填砂陆域地基处理施工技术

张宇，张兵

（中国港湾工程有限责任公司，北京100027）

1 工程概况

鲸湾港集装箱主码头工程位于非洲西南部，具备一定的地域特色，项目建设内容包括5×104t级的高桩梁板式码头1座，以及抛石护岸和后方接岸等分项作业。其中，地基处理工作分为A、B、C 3个区域，鲸湾港集装箱主码头工程地基处理平面见图1。具体处理工艺为：

图1 鲸湾港集装箱主码头工程地基处理平面

1）A区：强夯区。根据不同的夯击能又分A1、A2和A3区，其中A1区强夯击能为6 000 kN·m，点夯间距为8 m，普夯夯击能为1 000 kN·m；A2区强夯夯击能为5 000 kN·m，点夯间距为7 m，普夯夯击能为1 000 kN·m；A3区强夯夯击能为1 000 kN·m，点夯间距为4 m，普夯夯击能为8 000 kN·m。点夯的夯点为正方形布置，共夯2遍，普夯夯锤的锤印应以1/4锤径搭接。

2）B区：振冲区。B1、B2振冲区总面积约1.248×105m2，每次振冲的间距为3 m，梅花形布置，B2区在振冲前需进行堆载预压处理，堆载强度＞35 kPa。

3）C区：碾压区。场地整平后进行表层碾压处理。

2 施工方案

此次吹填工程量为3.625×106m3，吹填高程为+4.5 m。针对水下地层中淤泥偏厚地段，施工人员采用“先挖后点”的方式，即：

1）在陆域实施排水沟的开挖作业以方便后续多余积水的顺利排出。

2）用轻型的井点管对地下水实施降水作业，待以上2项工作完成后，现场工作人员便可对其进行核对，以确保该项作业结果满足初始设计要求；与此同时，可对地基进行吹填砂的强夯施工处理，并通过此技术可起到迅速加固土体的作用，从而保证和稳固地基的整体承载力。

因此，针对本项目的实际情况，施工人员最终决定对地基处理采用振冲、强夯2种工艺。其中，A区利用强夯工艺施工，B区则利用振冲工艺施工，C区是最后一个区域，作为场地的平整碾压区。

3 施工工艺

3.1 吹填标高控制

本项目中，吹填施工时不断变更排泥管口的位置，而排泥管口之间的距离根据土料的粗细控制在20～80 m，如仍不能满足平整度要求，配备陆上土方机械加以平整。除此之外，为确保吹填的标高达到设计标准以及平整度的要求，施工人员在绞吸船施工期间，要在吹填出水口（管头）四周100 m范围内设立若干竹竿标尺，并在竹竿上喷涂油漆，标设本层吹填的控制标高。

此外，在施工期间，施工人员要制定严格的施工值班观察制度，以确保吹填管头位置四周100 m范围的吹填砂高程达到要求。同时，需采取管头加接消能器吹填的方法，将泥砂均匀地吹填在吹填区，以确保落淤后的泥面高差控制在合同技术标准要求的范围以内，使平整度符合设计要求[1]。

在吹填施工过程中，需加强对围堰和原有海堤的变形观测和维护，如发现围堰或围堤局部坍塌或滑移，及时采取补救措施；如有其他异常情况，需会同设计、监理人员研究解决。

3.2 吹填施工及陆域场地平整

本工程吹填面积可达3.87×105m2，吹填工程量为3.625×106m3，而此次地基处理时的吹填高程为+4.5 m。考虑工程设计充填砂袋围堰总长约2.2 km，先进行围堰施工，从而为吹填施工提供闭合的围堰条件。

针对本工程的特点和施工条件，本着技术可行、安全可靠、经济合理的原则，确定先充填砂袋围堰施工，再进行吹填，最后进行边角区域吹填。具体吹填施工工艺为：绞吸船直接吹填施工→吹至吹填标高后进行场地平整[2]。

对于筑岛工艺的实施来说，首先需要吹填形成永久围堰，并同时吹填码头前沿17.5 m的临时砂袋围堰。围堰施工平面布置见图2。为加快施工进度和尽快开始桩基施工，筑岛采取不开挖的方式，绞吸船进入港口回旋区取砂，再从码头前沿线向码头后沿方向的顺序吹填筑岛，筑岛标高+2.5 m，灌注桩和横梁施工完成后清除筑岛平台吹填砂。

图2 围堰施工平面布置

根据围堰的作用，本工程采用的充填砂袋围堰。主要分为以下几种类型：

1）西南围堰。南围堰和码头后方围堰主要用于管线铺设和施工机械行走；其堤顶高程为+2 m，顶宽4.5 m，内侧边坡为1∶1，外侧边坡为1∶2。

2）西北围堰。东北围堰主要用于施工机械行走；其堤顶高程为+2 m，顶宽4 m，内侧边坡为1∶1，外侧边坡为1∶2。

3）筑岛围堰。主要用于筑岛施工中形成封闭的吹填区域施工条件；为降低成本，堤顶高程吹填为+2 m，顶宽吹填为2 m，内外边坡均为1∶1。

鉴于该环节为地基处理的基础，施工人员应先将项目陆域场地内的堆场及吹填工作予以完成：

1）为防止吹填部位出现大面积的凹凸不平现象，应同时展开场地的平整作业。就本项目而言，平整工作是借助履带式轻型推土机和水枪这些基础设备来依次完成的。

2）在具体操作时，施工人员先利用履带式推土机平整地面，待遇到局部略有凹凸的地方，直接采用水枪以人工的方式对其吹平。

3）为降低泥沙的流失，施工人员要在负责吹泥的管口位置安装专业的扩散器，目的是将流出后的泥沙及其他混合物一并挑起最终对其扩散，使其均匀地散入吹填区域，扩大吹泥的散摊面积，最终泥沙混合水流形成较大面积的沉积面，便于开展后续地基处理工作[3]。

3.3 振冲施工

此次振冲中在B1、B2区，面积约1.248×105m2，以现场的地质和水文条件作为基础，施工人员决定利用100 t履带式起重机搭配振冲器（型号为ZCQ75C型的75 kW振冲器），并将每次振冲的间距定为3 m。另外，对B2区在展开振冲前，还要以梅花的形式布置。对此，本项目的负责人安排相关工作人员对B2区进行堆载预压处理，且堆载强度应控制在35 kPa以上，从而有效保证振冲作业的顺利开展。

此外，在堆载预压前，施工人员需在预压区域周边吹填3 m高的沙袋围堰，并由负责填筑的部门向围堰内按照中心向两侧的顺序进行吹填土料的填筑工作，且要控制每层的吹填厚度。需要注意的是，只有运用推土机将每层土初平后，方可用平地机刮平；在这一基础上，再用振动压路机碾压并达到规定的密实度，如遇压实度达不到设计要求时，则需按压实度当量土进行换算以补足预压土的荷载。

为增加排水固结的良好效果，可在预压加载前设置1层砂垫层，以竖向排水体（包括普通砂井、袋砂井或塑料排水板）的方式进行布设。待预压和振冲完成后可清除超载土方，使其挖至路面的设计标高程度，随即进行碾压处理。而卸除的土料采用挖机配合自卸车将其运至其他陆域的回填区域内，从而禁止乱丢乱放，以免对施工场地造成不利的负面影响。

3.4 强夯施工及碾压

本项目强夯施工在A区，作业面积达2.476×105m2。点夯的夯点为正方形布置，共夯2遍，普夯夯锤的锤印应以1/4锤径搭接。每遍夯击都从同一方向开始，每遍之间使用推土机整平场地，2遍夯击之间应有一定的时间间隔，以利于土中超静孔隙水压力的消散，待地基土稳定后再夯下一遍。

待上述作业全部结束后，施工人员随即组织安排最后一个区域的碾压作业。本项目中，因C区为已有陆域，本身的地形标高较高、密实度良好，因此，在开展振动碾压工作前，施工人员先选择一个实验区做碾压试验。通过试验确定最终的振动力及振动遍数等相关技术参数，为后续分项作业开展提供可靠的数据支撑。

4 结语

吹填砂地基强夯处理方法是提升地基稳定性的重要方式，其在海港集装箱码头地基处理中具有更好的应用效果，可消除地基土体的液化问题，有效提升地基土的承载力，由于该技术的适应性较强、处理效果良好，在类似地基工程施工中值得推广。