摘 要：本文對塑料排水板＋強夯法在曹妃甸礦石碼頭二期堆場地基處理工程中的應用做了介紹，闡述了塑料排水板＋強夯法在軟土地基加固處理中的適用性。通過在曹妃甸礦石碼頭二期堆場地基處理工程中的應用，可供類似工程參考。
　　　　　　曹妃甸位于河北省唐山市唐海縣南側(cè)，是古灤河在大莊河、泊河一帶入海時形成的砂嘴、砂壩，因灤河北移，泥沙供應不足而沖刷成為的殘余砂島。近年來曹妃甸依附有利的港口資源正在大規(guī)模的進行開發(fā)建設，由于其建設用地全部都是吹填造陸形成，所以地基處理是必須也是最重要的一項工程。地基處理的目的就是提高地基承載力、消除液化和減小工后不均勻沉降。由于曹妃甸礦石碼頭二期堆場吹填完成后，地質(zhì)情況極其復雜，根據(jù)地質(zhì)報告可以分為薄砂區(qū)、薄夾層區(qū)、厚砂區(qū)和砂混淤泥區(qū)。地基處理方案的比選是土建設計中的重要環(huán)節(jié)，不同地基處理方案的處理效果各異，不同的工程還需同時綜合考慮工期及造價因素。本工程地基處理的重點及難點就是厚砂區(qū)和砂混淤泥區(qū)的處理，對于飽和軟弱土，一般的處理方法是排水通道加堆載預壓或真空預壓，兩者都是技術(shù)可行的方案。但堆載預壓需要有大量的堆載料，而真空預壓價格又很高，而且這兩種方法都需要很長的施工周期，相比較而言，塑料板排水+強夯法具有施工周期短、施工簡單且經(jīng)濟有效的明顯優(yōu)勢。
　　一、工程概況
　　曹妃甸礦石碼頭二期工程位于曹妃甸工業(yè)區(qū)，本工程為專業(yè)化礦石碼頭工程，年設計通過能力3000萬噸。陸域位于礦石一期工程西北側(cè)，包括堆場區(qū)及輔建區(qū)，總面積約135萬m2，其中堆場區(qū)面積接近100萬m2。
　　二、工程地質(zhì)條件簡介
　　本工程吹填完成后頂標高為4.5m~5.0m，根據(jù)鉆孔揭露，場地主要為第四系沉積地層，根據(jù)野外鉆探資料，該土層分部較有規(guī)律，自上而下主要有：
　　（一）1層：粉細沙，灰色，松散—稍密，局部中密，很濕—飽和，顆粒較均勻，混少量碎貝殼。該層分部較連續(xù)，平均厚度4.19m，層底標高4.03m~-13.84m，平均層底標高-1.25m，平均標貫擊數(shù)N=12.5擊。
　　（二）3層：粉細沙，灰色，中密~密實，飽和，顆粒較均勻。局部夾有粉質(zhì)粘土薄層。該層分部連續(xù)，平均厚度20.88m，層底標高-17.01m~-25.90m，平均層底標高-23.02m，平均標貫擊數(shù)N=37.9擊。
　　（三）1層：粉質(zhì)粘土，灰色，灰褐色，可塑~硬塑，中塑性，土質(zhì)不均勻，夾粉土薄層，含碎貝殼。平均厚度2.17m，層底標高-23.34m~-29.30m，平均層底標高-25.61m，平均標貫擊數(shù)N=9.5擊。
　　三、工藝原理
　　強夯法(動力固結(jié)法)是一種非常普遍的地基處理方法，其原理是使地基發(fā)生動力固結(jié)，降低土的壓縮性，消除固結(jié)沉降，提高土的強度與承載力，適用于處理碎石土、砂土、低飽和度的粉土與粘性土、濕陷性黃土、素填土和雜填土等地基 ，但對飽和軟粘土等滲透性差的則采取謹慎的態(tài)度，以避免出現(xiàn)“橡皮土”。塑料排水板法是提高地基排水能力，加速地基固結(jié)的輔助方法，兩者的結(jié)合而形成的塑料板排水+強夯動、靜聯(lián)合排水固結(jié)法，“以靜為本，以動為促”是該方法的核心。
　　四、施工工藝
　　由于水力吹填的分選作用，在二期堆場區(qū)形成了大面積的軟粘土混砂區(qū)，該部分區(qū)域具有地下水位高、地基承載力極低的特點。對該區(qū)域我們采取了塑料排水板+強夯的施工方法。
　　（一）排水板施工方法
　　排水板采用B型板作為豎向排水通道，排水板寬度100mm，厚度4mm，縱向通水量不小于25x10-6m³/s,排水板按正三角形布置，間距1.2米，打設深度根據(jù)現(xiàn)場情況確定，但必須穿過軟弱層。本工程打設塑料排水板面積為：371092平米。排水板打設采用專用塑板打設機進行打設，施工前對所用排水板進行檢測，每20萬延米為一組，檢測合格后方可使用。施工中的排水板在砂層外面露出30cm，底部錨固長度200mm。打設過程中要隨時注意控制套管垂直度，其偏差應不大于1.5%。
　　插設排水板過程中，由于地基土欠固結(jié)壓力和插板過程中激振力的共同作用，在插設排水板完成后，立即出現(xiàn)沿著塑料排水板體向上冒水現(xiàn)象。插設排水板，對于地基超靜水壓力的釋放，盡快實現(xiàn)地基在自重壓力下的初步固結(jié)，起到了關(guān)鍵性作用；同時，排水板的插設，在強夯過程中還起到加速排水的作用，可縮短各遍夯之間的間歇期。
　　（二）強夯施工方法
　　強夯夯擊能采取由小到大的原則，強夯參數(shù)見下表：
　　
　　
　　（三）施工過程監(jiān)測
　　塑料排水板施工完成后沉降量33cm。強夯施工完成后沉降量40cm。總沉降量73cm。
　　五、大面積施工后檢測結(jié)果
　　排水板+強夯夯前夯后檢測結(jié)果對比（厚砂區(qū)）
　　
　　
　　排水板+強夯夯前夯后檢測結(jié)果對比（砂混淤泥區(qū)）
　　
　　
　　備注：其中4-9m取樣結(jié)果為泥砂混合物，塑性指數(shù)4.2被定為砂性土。
　　六、結(jié)論
　　（一）砂混淤泥區(qū)經(jīng)過處理，由地基處理后的測試結(jié)果可以看出，上部地基土的承載力特征值大幅度提高，下部軟土層的性質(zhì)也有一定的改善，由“流塑”狀態(tài)改變?yōu)榻咏败浰堋睜顟B(tài)，加固效果明顯。從檢測結(jié)果還可以看出，由于下部軟弱土層厚度較大，強夯能量傳遞隨深度減弱較快，如果再進行多遍強夯地基承載力還會有大幅度提高。同時，考慮在項目后續(xù)建設中，埋設在土體中的塑料排水板仍能發(fā)揮排水作用，將會使得地基土的固結(jié)程度進一步提高，強度增加，對減小后期不均勻沉降起到很重要的作用。
　　（二）厚砂區(qū)經(jīng)過處理，由地基處理后的測試結(jié)果可以看出，地基承載力提高較為明顯，但對于8m處粘土夾層加固效果不明顯，說明排水板+強夯對軟粘土加固效果較差。
　　（三）由于各地方地質(zhì)情況不同，加固處理深度、軟粘土厚度、地基處理深度范圍內(nèi)地基土的滲透系數(shù)的差異，采用排水板+強夯施工方法進行大面積施工時，施工區(qū)排水板間距、強夯單擊夯擊能可根據(jù)施工區(qū)的具體情況確定。
　　（四）排水板+強夯靜、動聯(lián)合的處理方法，加快了地基土的排水固結(jié)速率，大大縮短了施工工期，節(jié)約建設投資，取得了良好的經(jīng)濟和社會效益。希望在類似工程中得到推廣。
　　 (責任編輯：寶振)