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简述软基加固处理技术在填海工程中的应用

2020-02-15 194 上传者：管理员

摘要：软基的加固处理是填海工程的重要一环，良好的软基加固能够有效提高工程质量，提高填海工程的稳固性。论文着重分析了具体填海工程建设项目的软基加固处理办法，同时针对填海工程软基加固处理的施工进行具体分析，介绍了工程预压法加固和沉积淤泥软基处理的方案，并对处理前后的软基进行物理学参数的测试和分析，结果表明软基加固之后，其物理学性质得到了明显改善，为下一步的项目施工打下了基础。

关键词：
填海工程
工程施工
软土地基
软基加固
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1、工程概况

汕头市东部城市经济带市政基础设施建设项目市政工程，包括新津、新溪、塔岗围片区三大部分，西起海湾大桥，东至澄海莱芜，全长12.5km，面积24.35km2，位于汕头市东部沿海地带；市政道路工程的软基设计是在水利工程吹填造地后进行，三片区城市主次干路共28条，里程约66km。此工程是联动海滨道路系统的重要项目，其市政工程方案编制以及初步设计、施工图设计包含了新型的软基处理新技术和新工艺的应用，极大提高了工程质量。

2、软土路基加固处理技术分析

2.1 强夯法

强夯法的工作原理是通过应力的夯实来加固软土路基，强夯法能够加固非饱和路基，将路基中富含的气相压出，在夯实的过程中，软土路基中的渗透系统随着时间不断变化，通过软基中的饱和孔隙水被压出，在局部出现液化现象，从而造成饱和土发生触变现象。强夯法适用范围较广，对于不同的路基具有很强的加固作用，如工程中常见的粘性土层、湿陷性黄土、杂填土和素填土等地基。强夯法应用配合回填碎石和粗颗粒的材料进行软基的置换，通过现场试验来测试其强夯效果。强夯法的应用应当比对对周围的建设产生应用，需要进行特殊的防震和隔振措施。

2.2 清淤换填

清淤换填是将不良的软土路基进行挖掘清理，清除不良的淤泥路基并使用应力较强的材料进行置换，清淤换填能够有效消除不良软土路基的应用，强化路基的牢固性，在工程路基加固中应用广泛。当前，在工程中长采用抛石挤淤的方法，从软土路基的中部到底部抛出相应数量的碎石，从而将淤泥挤出路基范围，依此来提高路基的强度，要根据相应的地质勘查来确定路基的性质，从而选择抛填石块的种类和尺寸。抛石挤淤施工较为简便，适合大工程量的软基处理，尤其是对于填海工程而言，其软基常年处于积水状态，泥炭层流动性较大，表明没有硬度较大的土层覆盖，抛石处理能有效解决施工困难的问题，具有很强的软基加固处理效果。

2.3 真空预压

真空预压法的工作原理是通过真空抽空作用将预设的沙石层进行下压，形成膜下负压，从而强化软基的有效应力。真空预压法的应用需要事先铺设砂垫层，并垂直埋设排水管道，然后采用不透气的封闭膜隔绝空气，利用真空抽空给来加固软基。在抽真空的过程中，地表的砂垫层逐渐形成负压区域，同时土层内部的排水通道和垫层出现负压，孔隙水经过排水通道排出土层，地下水位降低，增加相应的附加应力，同时封闭的气泡排除软土层，软基的渗透性增大。在真空预压施工中，应当优化施工工序，制订施工计划和实施方案，重点检聚乙烯薄膜以及粗砂满足施工工艺需求，然后再进行下一步的施工计划。

2.4 搅拌桩

水泥搅拌桩是一种有效的软基加固处理技术，其施工工序是将水泥注射到软基土层中，并进行充分的搅拌，发挥水泥的固化剂作用，通过水泥再软基中的水解和水化反应起到土层固化作用，同时粘土颗粒与水泥水化物发生化学作用形成坚固的土层结构。当前，在工程中常用的搅拌桩有单轴、双轴和三轴搅拌桩，其再软基加固处理应用的时间较长，具有很强的加固作用。搅拌桩技术应用要进行充分的前期施工准备，并制订严格的施工流程，在施工过程中进行施工控制，保证桩体喷浆和搅拌符合工艺要求。

3、填海工程软基加固处理技术的应用

3.1 地质和水文条件的勘察

地质条件勘测是整个施工的关键所在，因此在软基加固处理施工之前要进行详细的地质勘测，明确其地质条件。通过地质勘测发现，工程地质条件较为复杂（表1）。水文条件勘察包含对地表水和地下水的勘察，由于该区域的施工位于沿海地区，地表水系发育，受到潮汐作用的影响较大，区域地表水主要是通过降水补给，地下水区段主要分为潜水和承压水，地下水受潮汐的影响较大，同时地下水下层的淤泥和粘性土层的隔水性较好，下层砂层的水系具有很强的承压性。

表1 施工项目地基勘察

3.2 软基加固处理技术

(1) 针对工程地质勘察的结果，项目施工采用多种软基加固技术联合应用，首先对施工现场的场地进行平整，并表层的不良软基进行初步处理，采用塑料排水板堆载预压和强夯法施工工艺。首先，堆载预压施工，堆载预压施工设计堆填4m厚的海砂进行地基填充，各个施工路段要根据平整高程进行厚度设计，然后再进行塑料排水板施工，严格监控地下水位的状态，保证地下水位降低至高程的–2m。对于堆载厚度超过5.5m的区域要进行施工砂垫层的分级，保证区域高过层顶面。其次，砂石桩灌注，对于工程内测范围软基强度不足的区域，要进行边界推沙处理，满足路基稳定性的要求，根据施工要求进行沙底标高，保证推填顶高和施工平面一致，砂石的选材要严格控制其粒度大小，严格选用粗砂和碎石进行填充，优化的比例为粗砂和碎石为3∶7，含泥量控制在5%之内。

(2) 管井设计和强夯施工，工程中管井的设计采用PVC硬质管材，管井下端打入淤泥土层中，根据填海工程施工要求，要进入淤泥土层内2m的深度，上端保持高于地面0.3m，同时在管井的两侧布设排水管道，阻挡地下水侧向对软基的渗透水补充，通常要看到15m间距沿地基两端布设，管井外部要采用粗砂或者圆沙砾进行填充，增强管井外部的强度。强夯法施工应用在堆载预压完成之后，堆载高度保持在软基交工面的0.8m处，如果强夯之后存在软基土层小于2m的区域，要重新进行软基面的换填强夯。对于软土分布超过8m的软基路段，应当采取强夯和真空预压结合施工，强夯采用的工程参数见表2。

表2 强夯法施工参数设计

（3）排水工程设计和防护工程设计，路基排水工程能够排除地表水，减少积水对软基的侵蚀，排水工程设计要避免对于原有水系的破环，要充分利用现有的水系网络，设置临时的排水系统，将临时排水系统和现有的排水体系进行连接，对于路面的降水积水，要保证排水入城市雨管路系统，避免造成水系污染。防护工程设置要重点对边坡进行防护，工程才哟给1∶1.5的填方边坡率防护，对于开挖的边坡要保证1∶1的防护比例，同时要进行粘性土包边处理，边坡高度小于3m的要采用植被防护，对于大于3m的边坡高度，要使用三维网格植被防护，避免积水造成边坡的侵蚀，进而影响软基加固处理效果。

3.3 软基加固效果物理学检验

软基加固效果的物理学试验包括室内试验和现场剪切试验，对加固前后的样本进行取样，通常取样要集中于勘探孔附近，通过连续取样测样来提取物理学参数，测定的内容包括含水量、孔隙比、密度、强度指标等，以此来对比判断加固效果。现场剪切试验则是用来测定软基的强度数据，检验其加固效果。

通过测量软基加固前后的物理学参数进行比对，以此来检验软基加固效果，通过表中数据对比显示，软基加固之前，吹填淤泥的孔隙比和含水量明显减少，同时湿密度和干密度显著增加，这表明软基加固处理的效果明显。软基加固处理之后的液限、液性指数、塑性指数、压缩系数较之处理前都明显改善。通过加固前后淤泥的强度数据比对，加固之后的土层强度剪切强度明显增强，经过处理后吹填的淤泥相对于处理之前的各项指标大大改善，其中十字板剪切强度指标是处理之前的27倍，处理之前的软基的流塑性较强，强度较低，而处理之后的土层抗压强度增强。

4、填海工程软基加固处理施工要点

软基加固处理的施工工序较复杂，施工单位要制订严格的施工流程，强化对施工要点的施工质量管控，提高施工质量。首先要施工放线阶段，应当以道路中心设计为标准依据，道路两边的平面图以标准道路宽度为准，道路标高纵坡应当以纵断面为准，保证施工放线的精准度。再者对于路基施工要清理施工范围内的杂物，并根据施工要求进行找平处理，才能进行下一步的填方作业，对于现场地质勘察有不符的工程参数，要技术进行审核和重新测绘，保证施工精确性，在路基施工中重点要做好排水设施的建设，保证将现场的积水清理干净，避免再次出现积水侵蚀，同时要保证路基填料质量合格，淤泥和生活垃圾要禁止使用。

路基的填挖交界过渡段施工要注意纵向和横向的工程处理，减少交界处出现的不均匀沉降，路基填土要采用分层填筑和分层压实，填层的厚度和夯实的高度应当符合工程设计要求。工程路基填料的强度和粒径对于路基处理至关重要，因此工程设计要结合工程状况选择合适填料强度和粒径（表3）。

表3 市政道路路基填料强度和粒径

对于水下部分的建筑材料要选择水稳性强的材料，塑性指数要小于6，如采用透水性的沙砾和石块，保证水下部分的填充效果。此外，软基垫层路面施工要选用合适的机械设备，路基面的压实指数要预先进行试验测定，机械摊铺采用1.25~1.35的压实系统，同时要保证每一次摊铺材料的厚度均匀，材料粒径分布均匀，避免施工中多次找补摊铺，摊铺和碾压施工中要注重路面的整洁。

5、结束语

综上所述，对于填海工程，其关键在于软基加固技术，要综合考虑区域的软基性质，如工程项目内的浅滩淤泥的厚度，潮水的水位，从而选定合适的填海材料和软基加固技术，在满足填海造地项目要求的前提下，因地制宜采用多种软基处理技术。软基加固技术应用极大提高了软基的物理学性质，有效加固了软土地基。

参考文献:

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