陸伯峰

（浙江省慈溪市建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司，浙江 慈溪 315300）

一、工程性質(zhì)

工程位于浙江省慈溪市杭州灣新區(qū)四灶浦水庫(kù)東側(cè)新墾農(nóng)業(yè)示范區(qū)內(nèi)，總占地約3萬(wàn)畝，包括現(xiàn)代農(nóng)業(yè)種植、畜牧、家禽、水產(chǎn)等養(yǎng)植，由某跨國(guó)集團(tuán)公司綜合開(kāi)發(fā)。前期試驗(yàn)實(shí)施的吹填土液化固結(jié)法主要應(yīng)用在蛋雞項(xiàng)目中，其內(nèi)配置雞舍、飼料庫(kù)、加工包裝車間等，占地10萬(wàn)平方米。由于新墾區(qū)原為灘涂，為近代圍涂造地而成，2007年經(jīng)國(guó)土資源局進(jìn)行土地整理后改良成農(nóng)田，因此要求項(xiàng)目棄用后必須具備復(fù)耕條件，種植質(zhì)量不能低于原農(nóng)田水平。

擬建的蛋雞項(xiàng)目工程，自然場(chǎng)地標(biāo)高2.30米，設(shè)計(jì)考慮到抗洪和雞舍通風(fēng)要求，場(chǎng)地標(biāo)高需達(dá)到4.20米。地區(qū)建設(shè)經(jīng)驗(yàn)一般采用填筑塘渣、樁基礎(chǔ)進(jìn)行建設(shè)，顯然不能滿足水土保持的復(fù)耕要求。筆者根據(jù)已掌握的本場(chǎng)地巖土工程勘察資料和對(duì)區(qū)域巖土條件的熟知，在獲知場(chǎng)址以東約3公里處有大量水利工程施工棄土后，提出了利用棄土作為本工程場(chǎng)地填土的設(shè)想，并對(duì)場(chǎng)地應(yīng)獲得天然地基承載力大于100KPa的設(shè)計(jì)要求進(jìn)行工程試驗(yàn)和應(yīng)用。

二、工程地質(zhì)條件

1、地層條件及工程性評(píng)價(jià)

擬建場(chǎng)址下以晚更新世沖海積地層為主，地層分布及各土層特征簡(jiǎn)述如下：

（1）層吹填土：該層為土地整理開(kāi)挖溝、渠及河道時(shí)吹填而成，以粉土為主，結(jié)構(gòu)松散，層厚1.50米左右，其底部為0.50米左右圍涂造地而成的快速淤積層，以粘質(zhì)粉土為主，呈松散或流塑狀，與其上吹填土分界困難，工程性均差。

（2-1）層粘質(zhì)粉土：灰色，濕，稍～中密，中等壓縮性，干強(qiáng)度低，搖震反應(yīng)快，韌性低，土面粗糙。層厚2.00米左右，該層土的物理力學(xué)性質(zhì)較好，工程性尚好。

（2-2）層砂質(zhì)粉土夾薄層粉砂：灰色，濕，中密，中等壓縮性，干強(qiáng)度低，搖震反應(yīng)快，韌性低，土面粗糙。層厚5.00～8.00米，該層土的物理力學(xué)性質(zhì)好，工程性好。

（2-3）層粘質(zhì)粉土：灰色，濕，稍～中密，中等壓縮性，干強(qiáng)度低，搖震反應(yīng)快，韌性低，土面粗糙。層厚8.00～12.00米，該層土的物理力學(xué)性質(zhì)較好，工程性尚好。

2、各地層物理力學(xué)條件

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三、工程施工程序及控制要求

1、對(duì)擬吹填區(qū)域四周填筑擋土壩，壩體高度宜高于虛吹土高度0.50米，本項(xiàng)目采用就地取材填筑壩體，具體方法參見(jiàn)示意圖

2、吹填土作業(yè)

在取土區(qū)用高壓水槍進(jìn)行垂直取土，使之出土口土質(zhì)相對(duì)均勻。吹土選用高壓泥漿泵管網(wǎng)輸送。出土口配置一臺(tái)挖機(jī)，用于水下整平、碾壓和遷移出土口。吹填方向的前端適當(dāng)位置擋土壩開(kāi)一排水缺口。吹填時(shí)盡量保持均衡吹土，要多移動(dòng)出土口，防止吹高，考慮到吹填土后期固結(jié)密實(shí)后的下沉作用，虛吹高度應(yīng)增加實(shí)際吹填厚度的15%左右。

3、液化固結(jié)法固結(jié)土層：用挖斗垂直插入到待加固土層底部向前推動(dòng)挖斗并前后擺動(dòng)，擺動(dòng)幅度0.50～1.00米，回?cái)[點(diǎn)最好不超過(guò)插入點(diǎn)，擺動(dòng)頻率為每分鐘30次左右，擺動(dòng)效果是挖斗前方4～5米范圍內(nèi)出現(xiàn)土體明顯涌動(dòng)現(xiàn)象，然后連續(xù)擺動(dòng)十幾次后邊擺動(dòng)邊均勻上拔挖斗，該過(guò)程一般為60秒左右。同一機(jī)械位置可左中右插入3斗，然后后退1.50米左右繼續(xù)施工。半小時(shí)后出現(xiàn)地面有地下水溢出且下沉吹填厚度12%左右時(shí)，液化固結(jié)法效果已基本達(dá)到。

4、降水及機(jī)械壓實(shí)：為進(jìn)一步提高地基承載力和減小擬建物的地基變形量，工程采用了管井降水，震動(dòng)壓路機(jī)壓實(shí)的方法。根據(jù)巖土條件及本地區(qū)地下工程降水經(jīng)驗(yàn)，管井設(shè)置間距為16×16米，管井深9米，管徑φ300。本工程晴天條件下連續(xù)8天降水達(dá)到單井24h出水量，由近10m3到不足1.5 m3后，即展開(kāi)了吹填土壓實(shí)工序，壓實(shí)機(jī)械選用16T震動(dòng)壓路機(jī)，采用3次震動(dòng)滿壓，總壓陷量40mm左右。繼續(xù)降水7天后進(jìn)行了復(fù)壓，復(fù)壓總壓陷量不足15mm。

5、吹填土質(zhì)量檢驗(yàn)

（1）采用1米板做靜載荷試驗(yàn)，檢驗(yàn)處理后吹填土承載力是否滿足設(shè)計(jì)要求?？紤]到取土處土質(zhì)較均勻，靜載荷試驗(yàn)點(diǎn)間距選擇為60米。試驗(yàn)結(jié)果顯示25個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)沉降曲線線形特征基本一致，在200KN載荷下累計(jì)沉降量在18～26mm之間，在240KN載荷下累計(jì)沉降量在25～36mm之間，優(yōu)于設(shè)計(jì)預(yù)期目標(biāo)。

（2）采用靜力觸探勘探手段進(jìn)一步評(píng)價(jià)填土的均勻性。首先在靜載荷試驗(yàn)點(diǎn)采集靜力觸探樣本數(shù)據(jù)和靜探曲線，然后按20米點(diǎn)間距進(jìn)行靜力觸探，同時(shí)選擇10%的靜探點(diǎn)位進(jìn)行集陳勘探，集陳一般布置9個(gè)點(diǎn)，點(diǎn)間距2米，采用配載作為靜力觸探反力裝置，防止地錨反力裝置對(duì)相鄰勘探點(diǎn)數(shù)據(jù)采集的影響。通過(guò)線形特征對(duì)比可有效評(píng)價(jià)填土點(diǎn)和面上的均勻性。

（3）本工程還采集一定數(shù)量原狀土樣進(jìn)行室內(nèi)試驗(yàn)，以及現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)，進(jìn)一步驗(yàn)證評(píng)價(jià)依據(jù)，同時(shí)獲得相關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù)。

四、過(guò)程試驗(yàn)及控制

由于方案的實(shí)施具有一定的不可逆性，即填土質(zhì)量不好將被棄用，因此過(guò)程試驗(yàn)及控制尤為重要。本項(xiàng)目根據(jù)實(shí)際情況采取了以下措施：

（1）利用場(chǎng)地內(nèi)已有吹填土進(jìn)行液化固結(jié)法試驗(yàn)；

（2）對(duì)待采土體進(jìn)行分析評(píng)價(jià)，本工程待采土體為一平原人工水庫(kù)的施工現(xiàn)場(chǎng)，為確保填土方案達(dá)到設(shè)計(jì)要求，對(duì)取土斷面及土體用刻槽法和干鉆法進(jìn)行連續(xù)垂直取樣，評(píng)價(jià)取土土體土質(zhì)的均勻性及土顆粒級(jí)配。本次取樣試驗(yàn)共選擇12個(gè)采樣點(diǎn)，其中4個(gè)點(diǎn)為取土斷面刻槽采樣，取土土體內(nèi)均布8個(gè)點(diǎn)為鉆探取樣，連續(xù)樣間距為1米，采樣起點(diǎn)標(biāo)高2.30米（場(chǎng)地標(biāo)高2.30-2.50米），由于取土厚度為6米，因此每個(gè)點(diǎn)均采集6個(gè)樣。樣本用密度法進(jìn)行顆粒分析。分析結(jié)果顯示取土場(chǎng)地水平向土質(zhì)均勻，垂直向均勻性稍差，除缺失填土層外，其土層厚度及地基土物理指標(biāo)與擬建場(chǎng)地類同。

（3）進(jìn)行機(jī)械適用性試驗(yàn)，對(duì)工程場(chǎng)地內(nèi)原吹填土進(jìn)行液化固結(jié)法試驗(yàn)，由于場(chǎng)地內(nèi)吹填土均呈松散或流塑狀，挖掘機(jī)不能直接展開(kāi)作業(yè)，最后通過(guò)試驗(yàn)采用硬木加寬履帶寬度，使之可在場(chǎng)地內(nèi)行走一次不下陷。考慮到施工效率、設(shè)備自重及液化固結(jié)法土的固結(jié)效果，本場(chǎng)地對(duì)比選擇了ZX360（斗容1.62m3）的挖掘機(jī)較為理想。

（4）在取土現(xiàn)場(chǎng)尋找合適位置進(jìn)行吹土試驗(yàn)及液化固結(jié)法處理效果試驗(yàn)。

（5）對(duì)取土方法、吹填速度、液化固結(jié)處理、排水固結(jié)等主要節(jié)點(diǎn)進(jìn)行驗(yàn)證和控制。

五、工程實(shí)施效果分析

工程利用其它項(xiàng)目施工棄土作為填土，其經(jīng)濟(jì)和環(huán)保效益顯著。傳統(tǒng)塘渣填土需每立方米70多元造價(jià)，采與填均須破壞林地和耕地，且不可逆轉(zhuǎn)。本方法吹填場(chǎng)地處理20萬(wàn)方，單方造價(jià)不足5元，若算上采土、運(yùn)土亦不足20元。本工程采用棄土方與用土方共同合作的方法，最終單方造價(jià)僅10元。

本工程對(duì)擬建物基礎(chǔ)、道路、地面硬化均采用預(yù)制構(gòu)件，用土工布與地面隔離，減少了場(chǎng)地復(fù)耕時(shí)的清理成本和對(duì)土體的污染。

通過(guò)本工程的成功實(shí)施，現(xiàn)已拓展到本區(qū)其它多個(gè)大型建設(shè)工程中，從利用棄土到灘涂取土；從直接作為持力層利用到一般性填土，對(duì)于粘粒含量小于10%的粉土、粉砂吹填土采用液化固結(jié)法處理效果明顯。便本方法受場(chǎng)地條件控制較明顯，一般適宜新開(kāi)發(fā)的空曠場(chǎng)地和大型工程項(xiàng)目。