橫琴新區深井片區1#排洪渠拋石層下深厚軟基的處理

朱光源

(廣東省水利電力勘測設計研究院，廣東 廣州 510635)

橫琴新區深井片區1#排洪渠拋石層下深厚軟基的處理

朱光源

(廣東省水利電力勘測設計研究院，廣東 廣州 510635)

珠海橫琴新區深井片區防洪工程1#排洪渠位于環島西路南段西側。由于先期施工營地及交通設施建設，渠道的建設場地在深厚的淤泥層上拋填了一層厚約5m的拋石層，與原有淤泥層一起成為“雙層地基”。對于排洪渠建基面與雙層地基交界面較近的情況，由于上覆拋石層及建設場地限制的影響，渠道地基處理會產生一些問題。對此，以該排洪渠軟基處理為實例，介紹上覆拋石層的軟基處理方法，供此種類型的雙層地基處理借鑒。

雙層地基；軟基；拋石層；地基處理

橫琴新區深井片區防洪工程的1#排洪渠所在場地上覆拋石層，渠道建基面由淺入深，直至需要將拋石層挖除到達軟基面。除此以外，排洪渠還受到周邊建筑物的限制，如渠道緊鄰主干道和瀝青拌和站，均無法進行放坡開挖，因此渠道雖然不長，但是要求在狹窄場地處理上覆拋石層的軟基，需要在安全和投資控制之間找到合理的平衡點。

1 工程概況

珠海橫琴新區深井片區防洪工程位于橫琴島大橫琴山西南側，西臨磨刀門水道。防洪工程建設內容包括3條排洪渠，5條截洪溝，工程示意圖見圖1。深井片區1#排洪渠總長1323.83m。以環島西路3#涵洞和2#涵洞為界分為3段，分別為1-1#排洪渠，長789.31m；1-2#排洪渠，長233.84m；1-3#排洪渠，長300.68m。

圖1 深井片區防洪工程布置圖

2 排洪渠不良地質概況

排洪渠沿線原始地貌為海漫灘地貌，經人工回填、塊石堆填成魚塘、臨時施工便道、施工場地或施工臨時住房等，地勢總體較平坦，地面高程一般-0.1m～5.0m。排洪渠不良地質段地質縱斷面見圖2。1-1#排洪渠場地基巖出露，地質條件較好，圖中未示。

圖2 1-2#及1-3#排洪渠場地狹窄段地質縱斷面

由圖2可知，1-2#及1-3#排洪渠場地存在深厚軟弱淤泥、淤泥質土層，厚度較大，一般大于25m。淤泥層上覆約5m厚的拋石層，淤泥呈流塑狀，埋深較大的呈軟塑狀。標貫擊數一般小于1。現場十字板剪切試驗得到土的抗剪強度Cu平均值為10.40kPa，靈敏度平均值為1.70。

根據排洪渠的設計底高程，排洪渠的建基面大部分位于拋石層底面以下，實施時需將上部拋石挖完，地基淤泥層出露，場地地質條件極差，需要進行地基處理。

3 排洪渠上覆拋石層軟基處理措施

3.1 狹窄場地的上覆拋石層軟基處理措施

場地比狹窄的排洪渠渠段為1-2#排洪渠的PAⅡ0+126～PAⅡ0+233，以及1-3#排洪渠的PAⅢ0+000～PAⅢ0+050。其中1-2#排洪渠的PAⅡ0+126～PAⅡ0+233渠道凈寬5m，渠道凈深5.1m～5.3m，渠底高程-1.6m～-1.4m。左岸為環島西路，右岸為瀝青拌和站，渠道建設空間狹窄。1-3#排洪渠的PAⅢ0+000～PAⅢ0+050渠段為環島西路箱涵出口段，靠近環島西路。兩渠段旁邊均有環島西路。環島西路為橫琴新區深井片區的主干道，實施排洪渠時應作為重點保護對象。1-2#排洪渠的現場環境見圖3。

對此段制定方案時主要考慮三個方面因素：（1）對橫琴新區主干道環島西路的保護，以及不侵擾瀝青拌和站；（2）保證渠道斷面的結構穩定；（3）工程造價合理。

對1-2#排洪渠的PAⅡ0+126～PAⅡ0+233地基處理進行方案比選。

方案一：采用直徑1m的連排灌注樁做垂直支護，設置2道對撐梁。并采取永臨結合的方式，在排樁前掛混凝土板作為渠道岸墻，渠底施打旋噴樁加固以抗淤泥隆起。連排旋噴樁上部加設樁帽，樁帽的頂部采用埋石混凝土擋墻加高渠頂高程至設計高程。方案一的設計斷面見圖4。

圖3 排洪渠的場地環境

圖4 場地狹窄渠段方案一排洪渠設計斷面

該結構可同時滿足不占地及處理上覆拋石層的要求，渠道結構結合地基處理，利用垂直支護結構做渠道岸墻。結構的穩定主要是控制渠底的抗隆起，且需驗算垂直支護樁的強度。該方案可操作性強，但是工程投資偏大，地基處理延米造價見表1。

表1 方案一地基處理延米造價

方案二：將上覆拋石層挖除約2m，以減小拋石層厚度，開挖平整后的拋石面，高程1.5m作為打樁平臺，施打旋噴樁加固地基。旋噴樁以格構狀布置，格構尺寸為4m×5m以及3m×5m。渠道上部結構采用較能適應地基變形的格賓石籠[1]。方案二的地基處理及渠道結構斷面見圖5，渠道地基處理延米造價見表2。

表2 方案二地基處理延米造價

考慮到方案一工程造價偏高，對該段方案進行優化。對該渠段場地以一定間隔分散試挖，結果表明該上覆拋石層中無大孤石，拋石體含泥較多。因此希望嘗試用旋噴樁打穿拋石層。該設計斷面需驗算渠道邊坡的抗滑穩定安全。經驗算，按圖5所示結構可滿足穩定要求，邊樁樁長7.5m，中間樁樁長6.5m。永久工況下的圓弧抗滑穩定計算結果簡圖見圖6，圖中圓弧滑動穩定系數1.37，方案二的布置滿足抗滑穩定要求。采用方案二對方案一進行優化，工程投資可減少38%，經濟效益明顯，因此對該渠段按方案二進行優化。

圖5 場地狹窄渠段方案二排洪渠設計斷面

圖6 方案二排洪渠邊坡抗滑穩定計算結果簡圖

3.2 無保護對象場地的上覆拋石層軟基處理措施

1-3#排洪渠PAⅢ0+050～PAⅢ0+175渠段渠道凈寬19.5m，渠道凈深5.3m，渠底高程-1.6m，渠道左岸離主干道環島西路較遠，可不考慮對道路的保護問題。因此，除了根據試挖結果采用格構式旋噴樁參加方案比選以外，還可采用強夯置換處理上覆拋石層。對于該渠段，強夯置換方案有以下優勢：（1）周邊沒有需要保護的重要建筑物，強夯對周圍環境的不良影響可免于考慮；（2）對地下環境的影響較小；（3）工程投資較小；（4）強夯置換適用于高飽和度的粉土與軟塑～流塑的黏性土地基上對變形要求不嚴格的工程[2]。

強夯置換區首先將渠身范圍內的上覆拋石層挖除約2m厚，至1.50m標高起夯，強夯置換能量4000kJ，分兩遍進行點夯，兩遍點夯共同成梅花形布置，夯點間距5.0m，每遍每個夯點不少于20擊。強夯置換后進行普夯，普夯能量1500kJ，每個夯點2擊，相鄰夯印搭接1/4倍夯錘直徑。強夯置換的設計斷面見圖7。經強夯置換后，夯坑位置拋石層底標高不高于-8.0m，夯坑之間的位置拋石層底標高不高于-4.5m。

圖7 1-3#排洪渠PAⅢ0+050～PAⅢ0+175渠段強夯設計斷面

強夯后開挖至渠道建基面，采用格賓石籠擋墻結構，以較好地適應地基變形。對圖7的結構復核穩定系數，計算結果表明該斷面抗滑穩定滿足要求。

與采用高壓旋噴樁相比，采用強夯置換可節約工程投資47%，達到經濟合理，安全可靠。

4 結語

排洪渠雖然地基要求相對較低，但是在深厚軟基多數會選擇打樁。上覆拋石層的軟基處理中，拋石層對打樁設備及樁型的限制較大。若有條件應優先采用放坡開挖，挖開拋石層后施打攪拌樁或CFG樁等較經濟的樁型，甚或采用強夯置換等處理措施以節約投資及對地下環境實行保護。沒有條件放坡開挖，則需考慮在拋石層中打樁。拋石層中石塊含量較高時，應采用可穿過拋石層的灌注樁，否則需提前造孔才能打樁；拋石層中石塊含量較低時，可采用旋噴樁。本工程排洪渠軟基處理受上覆拋石層影響和場地限制，根據建設條件采用不同的處理措施，達到了安全與經濟的平衡。橫琴新區深井片區1#排洪渠目前正進入施工階段，施工期及完建后應加強監測，以檢驗設計方案的安全效果。

[1]生態格網結構技術規程（CECS353：2013）[S]北京：中國計劃出版社，2013．

[2]建筑地基處理技術規范（JGJ79—2012）[S].中華人民共和國住房和城鄉建設部，2012.

[3]建筑基坑支護技術規程（JGJ120-2012）[S].中華人民共和國住房和城鄉建設部，2012.

[4]尚洪軍.上覆拋石基床的軟土地基承載特性分析[J].天津建設科技，2013，(4)：48-50.

Soft Foundation Treatment with Overlying Riprap of Shenjing Flood Control Project 1# Floodway in Hengqin, Zhuhan

ZHU Guang-yuan
(Guangdong Hydropower Planning &Design Institute, Guangzhou 510635, China)

The Shenjing Flood Control Project 1# floodway is located in the southern section of the Huandaoxi Road,Hengqin New District, Zhuhai. Based on the existing construction camp and the transport infrastructure, about 5-metre thick riprap was filled on the channel construction site in deep silt layer, thus a “double base” took shape together with the original silt layer. Where floodway building base is near the soft foundation, foundations treatment problems arise with the restrictions of overlying riprap and surrounding environment. With the floodway soft foundation treatment as an example, this paper introduces the overlying riprap layer of soft foundation treatment method, and offers reference for similar type of 2-layer foundation treatment.

double base; soft foundations; riprap; foundation treatment

TU470.3

A

1672-2841（2016）02-0017-04

2016-05-16

朱光源，男，工程師，主要從事水利工程設計工作。