苏州常熟港兴华作业区道路堆场工程地基处理

［摘要］本文结合工程实例阐述了强夯过程中遇到了一种特殊土质后采取的施工方案、方法，以及在强夯完成后、碎石垫层铺设前遇到的若干排水问题和注意事项进行分析总结讨论，为以后类似地质地基处理的施工提供参考、建议。

［关键词］强夯 淤泥质粉砂 降水 级配碎石铺设

中图分类号：P426.6文献标识码： A 文章编号：

工程概况和地质条件

苏州港常熟港区兴华作业区件杂货码头位于常熟沿江经济开发区，长江南侧，科泓公司西北面。场地现为空地，杂草丛生，场地大部分原为河道，现已回填。天然地面高程在3.1～5.3m左右（1956年黄海高程系），港区陆域设计高程为5.3m，工程建成后将作为区件杂堆场使用。

根据勘探资料，钻探揭示，场地钻探深度范围内岩土层均为第四系全新统长江冲积底层，依据土层性质、地质成因、工程地质特征和区域地质资料分析对比，上层土如下：

①层（Q4ml）：灰、灰黄色粉土、粉砂，局部杂粉质粘土薄层，含大量碎石块、植物根茎等，软硬不均，主要为人工填土。场地普遍分布，层厚2.0~5.6m。

②层（Q4al）：灰、灰黄色粉质粘土，局部杂粉土薄层，含腐殖质。可塑状态，场地大部分分布，一般层厚0.7~2.1m。

③层（Q4al-pl）：灰色粉土，局部夹粉质粘土薄层。很湿，稍密~中密状态，场地普遍分布，层厚1.2~4.6m。

试夯施工

根据设计施工要求，本工程地基处理后强夯区地基承载力不小于120KPa，工后残余沉降值，道路不大于30cm，件杂货堆场不大于50cm。

根据施工设计要求，采用强夯法进行地基处理，强夯之前须选择典型地质区域进行试夯，我们共选择两处试夯区域（50m×50m），在堆场西北角的试夯施工区域发现地面以下约1.5m处（标高+3m左右）有厚50cm左右的淤泥质粉砂（地质报告显示为粉砂，肉眼看起来像淤泥，因此暂称为淤泥质粉砂），颜色为灰褐色，含水率很高，见下图（从土层中渗出来的褐色液体）。采用井点降水1周后，地下水已经降到夯锤面以下2.5米，而这层淤泥质粉砂仍然含水率较高，说明这段砂层透水性较差，地址报告显示渗透系数只有10-5cm/s。

根据设计要求，地基处理影响深度至地面以下6m，使表层4m形成一个应力比较均匀的硬壳层。这层粉砂层内含的水分若排不出去将会严重影响强夯的效果，单点夯击数2～3击后便会出现“吸锤”现象，产生无效夯击，而设计每点夯击数为5～7击。按原降水方案只有单一的轻型井点降水和排水沟降水，而该层流砂渗透系数较小，降水时间将会大大延长，而建设单位合同工期不允许，不能满足工程进度的要求。因此决定采用以下改进措施：（1）采用纵横开挖排水沟的方法排处淤泥质粉砂层水，沟宽1米、深1.5米，排水沟布置在排管之间，间距约10m，纵横交错，排到附近的一个河道。（2）井点管长短间隔布置，短井点管长3.0m，长井点管长6.0m，立管间距1.5m左右，卧管间距10米。根据布置的水位观测孔查看深层降水情况，通过“随机挖坑”查看淤泥质粉砂的含水情况及排水效果。

表1 降水10天前后比较

从上表可以看出，相等的降水时间内，采取改进方案措施后，淤泥质含水量有明显下降，降水后强夯每点的夯击数也明显增加。

试夯完成后静载试验满足设计要求，根据试夯结果及地基处理效果，确定以下强夯参数：锤重15吨，强夯夯能1500KJ~2000KJ，夯点间距5m，夯点成梅花形布置。强夯总计3遍，每点夯击5~7击，强夯施工完成后采用1000KJ夯能普夯一遍，普夯间距2.5m。夯机选用两台50吨履带式强夯机。

大面积强夯后出现的若干问题讨论

根据试夯确定的相关施工参数进行大面积强夯施工，施工中现场人员仔细记录落距、夯沉量、每点夯击数，严密观测排水情况，排水达到要求后方可进行施工。

强夯完成后按照施工规范要求进行静载试验，均满足设计要求。部分地下管线、给排水构筑物完成后即开始准备进行级配碎石铺设施工，项目部首先开始进行级配碎石的试铺工作，最后选择东北角大约4000平米的区域作为级配碎石典型施工区域。第一步，使用推土机整平场地，根据设计标高预留碾压下沉量，但是在整平过程中发现表层土含水量较大，当时采取周围开挖排水沟的方法，认为再通过碾压应该没问题。整平后，然后进行第二步，开始安排振动压路机进场碾压，碾压级配碎石碾压过程中，发现碎石垫层沉降量大，起伏变形较大，因此振动压路机碾压遍数只有2~3遍，碾压完成后的级配碎石垫层也比较松软，人踩上去能感觉碎石垫层是有弹性的，略有泛水现场，压实度预测难以达到设计要求。

经过仔细查找原因，分析研究发现，原因还是出在这一层淤泥质粉砂层上，地基强夯处理完后，连续下过几场大雨，堆场上面积水比较严重，由于淤泥质粉砂层渗透系数很小，虽然场地周围挖有排水沟，所以这层淤泥质砂层经过积水浸泡，含水量仍然很大，导流淤泥质砂层及砂层以上表层土长时间处于一种湿透的状态，压路机碾压过后土体仍然比较松软。因此无法进行上层级配碎石铺设等结构施工。

最后通过各方技术人员研究讨论，得出以下几种方案：

（1）、将这层淤泥质粉砂层挖除回填良好砂，重新进行强夯。由于这层粉砂层在堆场施工范围内分布比较多，这种方案将大大增加施工成本，并延长施工工期，难度较大。

（2）、首先将表层50cm土挖除，并换填成石灰稳定土，因为石灰稳定土具有一定的强度和耐水性，施工期能够避免雨水集中渗到下部的淤泥质粉砂内；同时采用管井降水，将表层水排掉。最后整个场地使用振动压路机进行碾压，压实度满足要求后进行级配碎石铺设。该方法较第一种方案可行性高，施工成本低，比较经济可行。

（3）、同第2种方案，只是将石灰稳定为山皮土。

（4）、土质不做处理，仅将整个场地推平，并留坡度，避免给水，周围开挖排水沟，同时进行管井降水，待表层水降下去以后再进行场地碾压，级配碎石铺设。该方案将大大延长施工工期。

最后建设各方通过综合考虑，决定采用了第二种施工方案，效果显著，上部结构各个方面都能够满足设计要求。

结束语

通过本工程强夯法施工案例，得出以下经验供专业人士共同探讨。

（1）强夯前要充分了解场地内的地质状况、地下水状况，仔细研究地质勘测报告，根据现场地质针对性的选择软土地基加固方法，本工程由于地址勘探报告不全面，未重点标识该层淤泥质粉砂，对施工资源成本造成了不必要的浪费，实际上该层砂不太适合强夯法施工。

（2）强夯法施工过程中，降水很重要，直接关系到地基加固的效果，还有两遍夯击之间的时间间隔也很关键，因土质而异，渗透性差的土质，由土中超静孔隙水压力的消散快慢程度控制，超静孔隙水压力未消散而进行的夯击会造成无效的夯击，影响加固效果。

（3）强夯完成后需采取有效措施对场地内的积水进行排除，避面雨水在场地内无处可排，长期积水会使已加固土层长期浸泡，变松软，从而大大降低强夯加固效果，功亏一篑。

强夯法加固软土地基的机理是个复杂的问题，强夯理论和经验至今尚未成熟，目前一般采用半经验半理论的方法进行设计，今后还需要要通过实践研究进一步完善。同时在强夯地基完成后和垫层、基层铺设前避免地面大范围积水从而避免强夯效果降低，还需要进一步实践理论研究。