泉州灣港區(qū)錦尚作業(yè)區(qū)4#泊位陸域形成及地基處理效果

付韻韻

(福建省港航勘察設(shè)計院有限公司，福州 350002)

1 工程概況

泉州灣港區(qū)錦尚作業(yè)區(qū)位于福建省泉州市石獅市東部錦尚灣，地處臺灣海峽西岸經(jīng)濟繁榮帶的中心位置，具有發(fā)展海運的優(yōu)良條件。

目前錦尚作業(yè)區(qū)已完成3 個泊位： 一期為1# 泊位(3.5 萬噸級通用泊位)和2#泊位(2 萬噸級通用泊位，兼靠3.5 萬噸級散貨船)、二期為3# 泊位(5000 噸級通用泊位)。4#泊位為三期工程， 建設(shè)規(guī)模為1 個1.5 萬噸級通用泊位(結(jié)構(gòu)按3.5 萬噸級散貨船設(shè)計)。 其中1#和2#泊位碼頭前沿線方位角為45°～225°，為突堤式布置，與3# 和4#泊位前沿線呈90°夾角。

2 陸域形成及地基處理總體方案

2.1 地質(zhì)條件

4# 泊位陸域形成范圍包括兩部分區(qū)域，4# 泊位后方的陸域范圍及東北側(cè)閘口三角區(qū)陸域范圍。 現(xiàn)狀地形測量資料和地質(zhì)勘察資料揭示，4# 泊位后方陸域已大部分回填形成，陸域范圍內(nèi)標(biāo)高為-7.5 m～9.5 m。 回填料主要由回填砂(土層厚度1.7 m～4.5 m)、回填石(土層厚度0.9 m～11.0 m)、素填土(土層厚度0.8 m～1.4 m)及雜填土(土層厚度0.9 m～3.3 m)組成。 閘口三角區(qū)陸域同樣已部分回填， 陸域范圍內(nèi)地面標(biāo)高為-1.2 m～7.9 m。 回填料主要由填砂、填石以及雜填土組成，土層分布不均。

2.2 陸域形成方案

陸域形成面積約10.23 萬m2，是由碼頭岸壁、北側(cè)護岸及東側(cè)護岸回填海砂進(jìn)行地基處理后形成。 碼頭后方陸域形成設(shè)計標(biāo)高為4.25 m， 閘口區(qū)陸域形成設(shè)計標(biāo)高為4.25 m～6.55 m。

2.3 地基處理方案

4# 泊位陸域在一、二期工程時已形成部分陸域，但回填料種類多且土層分布不均， 后期回填海砂厚度在10 m 以內(nèi)，根據(jù)現(xiàn)場地形和回填料情況，綜合考慮使用要求、經(jīng)濟造價、工期等因素，堆場區(qū)采用強夯處理方案，其余區(qū)域采用分層碾壓處理方案， 地基處理平面圖如圖1 所示。

3 施工中遇到的問題及處理措施

如圖2 所示， 在靠近北側(cè)護岸的陸域回填施工中區(qū)域1、2 遇到以下2 個問題：

(1)未回填區(qū)域1，因回填海砂量不足，回填料需進(jìn)行變更后進(jìn)行地基處理；

(2)已回填區(qū)域2，回填海砂含泥量偏高，不滿足設(shè)計要求，需進(jìn)行地基處理。

3.1 區(qū)域1 地基處理方案調(diào)整[1]

區(qū)域1 尚未回填，因現(xiàn)階段市場砂石料供應(yīng)緊張，無法采購到回填海砂，場地儲存的海砂量又不能滿足回填至設(shè)計標(biāo)高的要求，區(qū)域1 需調(diào)整回填方案。 因現(xiàn)場堆存有部分開山土石， 區(qū)域1 可利用海砂與開山土石進(jìn)行回填。 根據(jù)現(xiàn)場存儲的海砂量計算出海砂回填高程約為0 m，進(jìn)行振沖密實處理后回填開山土石至設(shè)計高程4.25 m，開山土石進(jìn)行分層碾壓處理。

3.2 區(qū)域2 地基處理方案調(diào)整[2]

區(qū)域2 已回填海砂，但回填海砂含泥量偏高，未滿足設(shè)計要求。

3.2.1 地質(zhì)條件

經(jīng)地質(zhì)鉆探揭示， 區(qū)域2 回填區(qū)場地土層由上至下為：

圖1 地基處理平面圖

圖2 地基處理區(qū)域圖

①素填土，揭露厚度4.80～7.60 m，回填時間1 年內(nèi)，以黏性土為主，土質(zhì)均勻性差，回填時間較短，欠壓實，承載力特征值fak=70 kPa。

②填砂，揭露厚度1.00 m，松散，新近回填，承載力特征值fak=80 kPa。

③淤泥質(zhì)黏土，揭露厚度為1.60 m，流～軟塑狀態(tài),承載力特征值fak=50 kPa。

④中砂，揭露厚度為1.00 m，松散狀態(tài)，承載力特征值fak=180 kPa。

⑤礫砂，揭露厚度為1.10 m，松散狀態(tài)，承載力特征值fak=190 kPa。

⑥殘積礫質(zhì)黏性土，揭露厚度為2.00 m，修正后標(biāo)貫擊數(shù)22.9 擊，承載力特征值fak=210 kPa。

輝綠巖殘積黏性土，揭露厚度為3.00 m，修正后標(biāo)貫擊數(shù)11.2 擊，承載力特征值fak=200 kPa。

⑦全風(fēng)化花崗巖，揭露厚度為1.05～1.70 m，修正后標(biāo)貫擊數(shù)29.6～31.9 擊，承載力特征值fak=300 kPa。

⑧砂土狀強風(fēng)化花崗巖，巖體基本質(zhì)量等級為Ⅴ級，揭露厚度為3.50 m，承載力特征值fak=450 kPa

根據(jù)鉆探資料，區(qū)域2 回填料主要以粘性土為主，地基承載力不滿足設(shè)計要求，需進(jìn)行地基加固處理。

3.2.2 地基處理方案

為確保工期、階段目標(biāo)順利實現(xiàn)，確保工程質(zhì)量、進(jìn)度可控，經(jīng)對比分析，區(qū)域2 采用振沖碎石樁施工工藝進(jìn)行地基加固，其可行性如下：(1)該區(qū)域緊鄰倉庫及辦公區(qū)，地基處理方案要考慮對其基礎(chǔ)的影響；(2)區(qū)域1 采用振沖方式密實，施工機械未撤場，振沖碎石樁可利用該機械設(shè)備，減少其他工藝機械進(jìn)場時間；(3)場內(nèi)有足夠的碎石供振沖碎石樁施工使用，有效加快施工進(jìn)度；(4)采用振沖碎石樁與其他地基處理方法相比效果更好，可滿足設(shè)計要求。

3.2.3 碎石樁的技術(shù)參數(shù)

樁體材料采用含泥量不大于5%的碎石，碎石粒徑宜為20～50 mm；碎石樁的樁徑為0.8 m，樁位布置形式宜用等邊三角形布置，樁間距為2 m；樁長至殘積礫質(zhì)黏性土及輝綠巖殘積黏性土；復(fù)合地基承載力特征值≥80kPa。

3.2.4 檢測結(jié)果

因工期緊，施工前未進(jìn)行試樁。 碎石樁完成后，抽取4 根碎石樁(D-92、D-86、E-91、E-87)進(jìn)行檢測，采用邊長1.86 m 的正方形板來獲取復(fù)合地基承載力特征值。 所檢測的4 根碎石樁在最大試驗壓力作用下均未達(dá)到極限狀態(tài)，周圍土體未見明顯隆起，故按相對變形值確定地基承載力特征值。本工程取s/b=0.008 所對應(yīng)荷載為該復(fù)合地基承載力特征值，s 為累積沉降量，b 為載荷板邊長，b=1860 mm。 由P-S 曲線可知，當(dāng)s=14.88 mm 時，對應(yīng)的承載值不小于最大加載量的一半。 本檢測工作由廈門權(quán)威檢測單位完成，檢測結(jié)果如表1～4 及圖3～6 所示。

表1 樁D-92 復(fù)合地基檢測結(jié)果匯總

表2 樁D-86 復(fù)合地基檢測結(jié)果匯總

表3 樁E-91 復(fù)合地基檢測結(jié)果匯總

表4 樁E-87 復(fù)合地基檢測結(jié)果匯總

圖3 樁D-92 復(fù)合地基P-S 曲線

圖4 樁D-86 復(fù)合地基P-S 曲線

圖5 樁E-91 復(fù)合地基P-S 曲線

圖6 樁E-87 復(fù)合地基P-S 曲線

所檢測的4 根碎石樁復(fù)合地基承載力特征值取值結(jié)果匯總?cè)绫? 所示。

經(jīng)復(fù)合地基靜載荷試驗， 所檢測的4 個點復(fù)合地基在最大試驗壓力的作用下均未達(dá)到極限狀態(tài)且復(fù)合地基承載力特征值均不小于設(shè)計要求的80 kPa， 滿足設(shè)計要求。

4 結(jié)論

地基處理方法眾多，需對技術(shù)、經(jīng)濟及施工進(jìn)度等方面進(jìn)行綜合比較，以確定最佳的地基處理方法。結(jié)合本工程實例，回填料的選擇需因地制宜，應(yīng)選擇滿足承載力、造價低、施工便利的填料進(jìn)行回填。在對軟弱土基礎(chǔ)進(jìn)行處理時，采用振沖碎石樁施工工藝簡單，工期短；經(jīng)濟合理，節(jié)約投資；具有較好的振密、擠密效果，大幅度提高了軟弱土基礎(chǔ)承載力且施工過程中不會對周邊建筑物及地基造成較大的影響，滿足設(shè)計要求，達(dá)到地基處理的預(yù)期效果。

表5 試驗結(jié)果匯總