廣西沿海某工程填海地基處理效果分析

□ 江 鵬

1 ??工程概況

廣西北海某沿海工業(yè)園總占地面積160.9萬m2，主要擬建建筑物特征及基礎(chǔ)工程結(jié)構(gòu)，初步設(shè)計如表1所示。

表1 A、B、C、D、E、K、L區(qū)擬建建筑物性質(zhì)一覽表

2 ??地基巖土工程地質(zhì)特征簡介

2.1 地理位置

擬建場地位于廣西北海市沿海的北暮鹽田，距北海市區(qū)約40km。

2.2 氣象條件

工程地屬亞熱帶海洋性季風氣候，多年平均氣溫22.9℃，極端最高氣溫37.1℃，最低氣溫2℃，每年5—10月為雨季，降水量占全年的83%。多年平均降雨量1548mm，最大降雨量1774.6mm，最小降雨量1160.4mm，蒸發(fā)量1869.6mm，年平均相對濕度81%。夏秋兩季常受臺風影響，年影響0～6次，風力一般為5～6級，最大17級，臺風最大風速為60m/s，臺風一般伴隨有大雨，當碰上大潮時，形成風暴潮。

2.3 地形地貌

項目擬建場地位于海灘鹽場和潮間淺灘相交地帶，屬海岸地貌，蝦塘深1m～3m，填土厚度3m～8.7m（上部新填土厚度1m～3m，還需要填高2m～5m；下部吹填土時間3～5年，厚度一般1m～4m）。場地東側(cè)為潮間帶，退潮時為沙灘，漲潮時水深2m～4m。

2.4 場地巖土層工程地質(zhì)特征

在勘探深度范圍內(nèi)，場地土層自上而下分為10個主層，2個亞層。主要參數(shù)如表2所示。

表2 主要巖土層巖土設(shè)計參數(shù)建議值一覽表

①填土（Q4）：土色呈褐、黃褐色，干濕程度為稍濕，土狀松散，主要由中粗砂、黏土顆粒組成，夾少許礫砂。層底標高-3.5m～2.6m，層厚3m～8.7m，平均厚度4.3m。

②淤泥質(zhì)粗砂（Q4）：土色呈灰黑、黑色，土狀松散，干濕程度為稍濕，以石英質(zhì)粗砂為主，中砂次之，次棱角狀，級配差，淤泥含量約10%，有腥臭味。揭露層層頂標高-3.5m～2.6m，層厚0.4m～8.4m，平均厚度3m。

②1淤泥（Q4）：土色呈灰黑、黑色，軟硬度為軟塑，干濕程度為稍濕，淤泥夾生物碎屑，干強度低，韌性差，夾少許粗砂。揭露層頂標高-3.8m～1.8m，揭露層厚0.8m～3.3m，平均厚度1.8m。

③粗砂（Q4）：土色呈黃、褐黃色，土狀松散至稍密，干濕程度為稍濕至濕，以石英質(zhì)粗砂為主，礫砂次之，礫砂粒徑在2mm～3mm，次棱角狀，粗砂次之，級配良好。層頂標高-6.3m～1.4m，層厚1m～9.9m，平均厚度3.5m。

④黏土（Q1z）：土色呈灰白色，飽和，軟硬度在可塑至硬可塑之間。揭露層頂標高-11m～1.5m，揭露層厚0.2m～10.9m，平均厚度3.4m。

④1粉質(zhì)黏土（Q1z）：土色呈淺灰、灰白色，軟硬度在軟塑至可塑之間，干濕程度為濕，刀切面稍粗糙，干強度較低，手搓有細微砂感，底部夾有粉細砂。揭露層頂標高-12.3m～0.9m，揭露層厚1.1m～6m，平均厚度2.9m。

⑤粗砂（Q1z）: 土色呈灰、灰白色，密度為稍密至中密，干濕程度為稍濕，以石英質(zhì)粗砂為主，礫砂次之，多呈次棱角狀，含少許粉砂，級配差，黏性土含量約10%～15%。揭露層頂標高-13.2m～1.1m，揭露層厚1.3m～16m，平均厚度7.6m。

⑥粉質(zhì)黏土（Q1z）：土色呈灰白、灰色，軟硬度在軟塑至可塑之間，干濕程度為濕，干強度較低，手搓有細微砂感，底部夾有較多粉細砂。揭露層頂標高-14.7m～-3m，揭露層厚0.8m～10.2m，平均厚度3.2m。

⑦粉細砂（Q1z）：土色呈灰白色，密度為松散～稍密，干濕程度為濕，以石英粉砂、細砂為主，含黏性土顆粒，手搓有明顯砂感，可塑性低。揭穿后平均厚度22.3m，層頂標高-21.7m～-1m。

⑧粉質(zhì)黏土（Nn2）：土色呈淺黃、淺灰色，軟硬度在軟塑至可塑，干濕程度為濕，干強度較低，手搓有細微砂感，底部夾有粉細砂。該層局部有分布，層頂標高-18.8m，厚度2.1m。

⑨粉細砂（Nn2）：土色呈黃、土黃色，密度為稍密，干濕程度為濕，石英粉砂、細砂為主，含黏性土顆粒，手搓有明顯砂感，可塑性低。該層局部有分布，厚度20.2m，層頂標高-20.9m。

⑩泥巖（Nn1）：土色呈墨綠、灰綠色，軟硬度在可塑至硬塑，干濕程度為濕，以黏性土顆粒為主，刀切面光滑，干強度高，全風化。揭露層頂標高-41.1m～-35.4m。

2.5 地下水特征

潛水主要賦存于③粗砂、⑤粗砂層中，屬孔隙潛水類型，主要靠大氣降雨及海水補給，與海水水力聯(lián)系密切，潛水穩(wěn)定水位埋深3m～5m（標高0.2m～2.1m）；承壓水主要賦存于⑤粗砂、⑦粉細砂層中，穩(wěn)定水頭埋深3.1m～5.1m（標高0.1m～2.1m），含水層頂板為④黏土層，厚度0m～10.9m，潛水位和承壓水位年變幅1m～2m。

2.6 地下水對建筑材料的腐蝕性

本場地屬濕潤區(qū)，含水層主要為強透水土層，局部為中等透水土層，場地環(huán)境類型判別為Ⅱ類。潛水、承壓水均對混凝土結(jié)構(gòu)具強腐蝕性，對干濕交替環(huán)境下的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋具強腐蝕性，對長期浸水環(huán)境下的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋具微腐蝕性。

2.7 土對建筑材料的腐蝕性

填土對混凝土結(jié)構(gòu)具有弱腐蝕性，對混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋具有微腐蝕性，對鋼結(jié)構(gòu)具有中腐蝕性。

3 ??快速解決巖土工程地質(zhì)問題

由于業(yè)主工期規(guī)劃很短，剛填完場地就需要開展工程建設(shè)，因此需要快速解決新填土的填料來源，以最經(jīng)濟可行的技術(shù)解決新填土的沉陷和固結(jié)問題，并滿足堆場和一般倉儲建筑物地基承載力要求等問題。

4 ??強夯試驗

4.1 試驗的目的和任務(wù)

經(jīng)勘察、設(shè)計、業(yè)主、施工等多單位工程技術(shù)人員研究，參考有關(guān)經(jīng)驗[1-2]，對地基的處理決定采取強夯方法，使用當?shù)厍鹆晖馏w做新填料，選擇有代表性填海地段開展強夯試驗，以此研究強夯方法及其加固有效深度、強夯后地基變形和地基土承載能力，為大面積應(yīng)用強夯處理填海地基提供經(jīng)驗。

4.2 夯點布置方案及施工方法

根據(jù)實際情況，在填土較厚的地方選擇一塊20m×20m的正方形場地作為強夯區(qū)，夯點以6m×6m梅花形布置如圖1所示，夯錘和提升高度應(yīng)根據(jù)夯擊能量確定。強夯施工如下：

圖1 夯點布置圖

（1）夯擊點位置可采用梅花形，布點方式為6m×6m梅花形布點，一遍施工完成。

（2）點夯遍數(shù)為2遍，每個夯點暫定夯擊3～4擊，點夯單擊夯擊能為3000kN·m。

（3）滿夯遍數(shù)為1遍，滿夯夯擊能為1000kN·m，如圖2所示。

圖2 強夯施工示意圖

4.3 強夯試驗效果分析

根據(jù)填土強夯前后分別取樣進行的室內(nèi)試驗結(jié)果，并按取樣深度分組統(tǒng)計數(shù)據(jù)，然后根據(jù)前面擊實試驗的結(jié)果計算填土的壓實度。如表3所示。

表3中的數(shù)據(jù)表明，使用強夯方法對填土地基的處理有明顯的效果，最直接的體現(xiàn)就是填土干密度的增大，但是不同深度內(nèi)填土干密度的增大幅度也不相同，這說明強夯加固效果隨著填土深度的增加不斷減小，最后一定存在一個有效加固的深度，使用強夯法對超過這一深度的土層沒有加固效果，具體有效加固深度，可以通過以下填土強夯前后輕型動力觸探擊數(shù)的對比得到。

表3 填土強夯前后干密度對比結(jié)果

表4對現(xiàn)場原位試驗數(shù)據(jù)按土層和深度統(tǒng)計取平均值。根據(jù)動探擊數(shù)可以確定夯前填土地基承載力特征值約為80kPa，夯后填土地基的承載力特征值約為120kPa，填土地基承載能力提升明顯。通過對比還可以看到隨著土層深度的增加，夯后填土動探擊數(shù)相較于較夯前，提升幅度也越來越小，跟干密度變化規(guī)律一致，再一次證明強夯加固效果會隨深度的增加而減弱，證明在這種擊實能量下，鐵山港填土強夯加固有效深度為6m。

表4 填土強夯前后輕型動力觸探擊數(shù)對比

5 ??結(jié)論

一是北海某沿海濱海地基用沖積平原土丘土作填料，采用強夯加固地基，有效深度約6m，壓實填土地基承載力特征值約為120kPa，效果比較明顯，對于新填土地區(qū)，能消除其沉陷。二是加固后天然地基可做1—3層且沉降要求不高的低層建筑物天然地基基礎(chǔ)持力層及普通堆場。三是該工程已建成投產(chǎn)近兩年，目前沒有發(fā)生異常情況，說明該方法適用于該地區(qū)填海地基處理，且社會效益和經(jīng)濟效益均比較理想，可供類似工程地基處理借鑒。