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摘要:近年來,隨著我國港口建設(shè)在不斷的增多,而軟基工程的質(zhì)量問題越來越得到我們的重視,如何解決港口工程建設(shè)的軟基處理問題,是本文所要探討的重點。
關(guān)鍵詞:軟基;處理;方案;難點
1.地質(zhì)條件及陸域形成
某碼頭工程的港區(qū)位于淺灘中,水面開闊,水下地形平坦,水下地面標(biāo)高為(-1.0~-2.)m。港區(qū)的天然地基主要包括淤泥、淤泥質(zhì)黏性土、粉細砂、粉質(zhì)黏土、強風(fēng)化花崗巖和中風(fēng)化花崗巖。碼頭工程的結(jié)構(gòu)采用的是高樁梁板式結(jié)構(gòu),碼頭平臺通過半直立半斜坡式接岸結(jié)構(gòu)與港區(qū)陸域接駁。
1.1 軟基處理要求
因為本碼頭工程的地基不能夠滿足地基承載力的要求,所以需要對軟基進行處理,以滿足土建的要求。按照碼頭工程的標(biāo)準(zhǔn),殘余沉降需要控制在0.5m以內(nèi)。在建筑工程中,殘余沉降需要控制在0.2 m以內(nèi)??紤]到本工程主要是港口工程,土建不是重點,所以殘余沉降以0.5m以下為標(biāo)準(zhǔn),在土建的位置根據(jù)地基的情況選擇合適的基礎(chǔ)形式來控制地基變形。根據(jù)結(jié)構(gòu)要求,堆場和土建區(qū)的地基承載力按≥160kPa控制,道路及一般場地的地基承載力按≥100kPa控制。
2.軟基處理的重點與難點分析
(1)地質(zhì)條件差。軟土深厚、壓縮性大、強度底是碼頭工程普遍存在的地質(zhì)條件。在本工程中,軟土地基的厚度超過了20m,所以控制殘余沉降難度較大,所以本工程的軟土地基處理具有較大的挑戰(zhàn)性。在軟土地基上進行施工,施工荷載已經(jīng)超過了軟土地基的承載極限,所以在進行施工的過程中,需要考慮地基的整體穩(wěn)定性。
(2)地質(zhì)情況復(fù)雜。本工程中地質(zhì)情況的復(fù)雜主要包括以下兩個方面:其一,軟土的土層復(fù)雜,在粉質(zhì)粘土層的下面,有一定厚度的淤泥質(zhì)土。其二,在進行軟土處理之前,需要對碼頭接岸結(jié)構(gòu)的地基進行換填。本工程的換填工程量較大,同時換填的區(qū)域和軟基處理范圍有重疊。換填范圍內(nèi)外的地質(zhì)情況有一定的差別,這就造成了本工程的難度較大。
(3)要處理好預(yù)留用地和未來改造問題。一般在進行軟基處理的時候主要包括二個施工期。在施工的前期,預(yù)留用地需要投入生產(chǎn),以減少預(yù)留用地對生產(chǎn)造成的不良影響。在施工的后期,需要考慮雜貨堆場轉(zhuǎn)變?yōu)橹叵涠褕龅膯栴}。預(yù)留用地和未來改造的問題是必須要考慮的。
3.軟基處理方案
3.1 方案比選
因為工程的軟土地基處理中存在較多的難點,換填法、深層攪拌法、砂石樁法、高壓噴射注漿法等造價過高,而采用強夯法不能夠滿足工程量減少的需求,排水固結(jié)法比較合理,根據(jù)目前排水固結(jié)法的方式主要分為堆載預(yù)壓法和真空預(yù)壓法。在本工程中采取兩種方式都可以,真空預(yù)壓排水固結(jié)法能夠減少施工時間,但是施工的工藝相對復(fù)雜,造價較高。堆載預(yù)壓的造價相對較低,同時技術(shù)比較成熟,所以在進行施工的過程中,質(zhì)量可以得到較好的控制。
地基處理方案,初步設(shè)計時選擇的是組合方案,在設(shè)計荷載較小的生產(chǎn)輔助區(qū)域采取堆載預(yù)壓法,在對質(zhì)量要求較高的換填范圍內(nèi)的堆場采取真空堆載預(yù)壓方案。但是根據(jù)工程實際情況,填充范圍內(nèi)的堆場采用真空預(yù)壓的過程中,密實性難以保證,所以選取堆載預(yù)壓法。在軟土深厚的堆場以及倉庫等區(qū)域,開始選取的是真空預(yù)壓方案,但是經(jīng)過施工圖設(shè)計后,發(fā)現(xiàn)前期用地范圍減少,大部分采用真空預(yù)壓方案的區(qū)域規(guī)劃為預(yù)留用地,所以將這部分用地的方案定為堆載預(yù)壓方案。在進行預(yù)留用地軟基處理方案確定的時候,加入了低位高真空擊密法進行比選,因為低位高真空擊密法具有對長期用地干擾小、工期短等特點。在進行方案確定的過程中,因考慮到此方法對深厚軟基殘余沉降的質(zhì)疑,而取消了該新技術(shù)的使用。所以最后的方案在堆載預(yù)壓法和真空預(yù)壓法中進行選擇。真空預(yù)壓法由于在抽真空過程中會對周邊已有的道路結(jié)構(gòu)造成破壞,嚴(yán)重影響港區(qū)生產(chǎn),所以真空預(yù)壓法被排除。雖然堆載預(yù)壓法也存在相應(yīng)的缺點,但是相比其他方法,堆載預(yù)壓法的安全穩(wěn)定性好,同時這種技術(shù)較為成熟,能夠很好地控制工程質(zhì)量。
3.2 關(guān)鍵性技術(shù)問題的對策
堆載預(yù)壓方案屬較為常規(guī)的軟基處理方案。地質(zhì)條件的不同,對整體穩(wěn)定性的控制也存在相應(yīng)的差異。在本碼頭工程中,預(yù)壓荷載和工程質(zhì)量存在一個矛盾的問題。當(dāng)預(yù)壓荷載太大的時候,護岸的整體穩(wěn)定性會受到較大影響。地基處理是工程中的重點,但是同樣不能夠忽視護岸的整體穩(wěn)定。軟基處理需要適當(dāng)控制預(yù)壓荷載大小,同時控制加載速率,在進行軟土堆載的過程中,需要監(jiān)測護岸的穩(wěn)定性情況,避免出現(xiàn)堆載過大造成護岸工程造價增加。對于粉質(zhì)黏土層以下的軟土,在進行設(shè)計的時候經(jīng)過了沉降分析,分析發(fā)現(xiàn)軟土厚度小,產(chǎn)生的總沉降不大,若進行處理,處理難度較大,考慮到總沉降小,所以這部分軟土可以不處理。
因為工程中換填區(qū)域的地質(zhì)差別較大,所以需要靈活地設(shè)計預(yù)壓荷載強度。對于軟土較厚的區(qū)域,需要按照設(shè)計荷載進行加載,使得地基處理滿足殘余沉降的需求。對于軟土厚度較小的區(qū)域,允許讓扣除沉降補償后的預(yù)壓強度等于或小于地面設(shè)計荷載,這樣就能夠較好地平衡差異沉降,同時又能夠減少成本。在進行預(yù)留用地的處理過程中,以降低對港區(qū)的干擾為原則,可以提前處理部分預(yù)留場地。在進行預(yù)留場地堆載預(yù)壓的過程中,堆載邊坡不占用周邊道路,也避免了預(yù)留用地在施工過程中產(chǎn)生的沉降對周邊場地造成破壞。
3.3 方案實施流程
本工程中軟基處理開始于吹填砂至高程3.5m后開始。砂墊層選擇0.7m后的中粗砂,然后布置塑料排水板。按照工程的標(biāo)準(zhǔn),此處塑料排水板的間距是1m,深度控制在(-17.0~-25.0)m。布置工作完成后,需要按照要求進行分級堆載,具體的堆載厚度根據(jù)設(shè)計荷載的不同是不同的。生產(chǎn)輔助區(qū)(含道路)堆載厚度為2.3m,前期堆場和倉庫區(qū)堆載厚度為(2.3~3.3)m,預(yù)留用地(按重箱堆場考慮)堆載厚度為5.0m。堆載材料需要根據(jù)就地取材的原則進行,在本工程中,附近山體采石的成本較低,所以選取石頭作為堆載材料。在堆載的過程中,需要根據(jù)不同區(qū)域的要求不同,合理地控制壓實度以及固結(jié)度。
4.結(jié)語
通過方案的比選,本工程最終選擇了堆載預(yù)壓法。從施工的情況來看,堆載預(yù)壓法對工程的質(zhì)量具有較好的保證。軟基處理之后,地基的殘余沉降量較大,為了減少殘余沉降對結(jié)構(gòu)的影響,在進行結(jié)構(gòu)設(shè)計的時候需要選擇合適的地基形式。在工程中,對地基承載力要求較高的建筑物區(qū)域,僅僅采用排水固結(jié)法不能夠達到使用的要求,但是可以選擇合適的地基形式來彌補這個缺點。
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