大型吹填区分期地基加固项目挡埝设计研究

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1、大型吹填区分期地基加固项目挡捻设计研究摘要：近年来，随着施工能力极大提高，单个吹填区面积增加，未免一次性投入过大，需要在新近吹填土地基上填筑挡埝，将先期地基处理区域与后续地基处理区域分开，以保证先期地基处理区域能够安全开发使用。本文以天津南港工业区西港池南侧区域吹填超软土上填筑挡捻工程为例，进行了吹填超软土上所填筑挡埝的结构设计。首先介绍了工程海区自然地质条件；其次对挡捻堤心材料进行了选择；最后，对挡捻地基处理采用自然沉降挤淤+排水固结和浅层真空预压+深层真空预压两种处理方式进行了比选优化。所设计方案不但能加快施

2、工进度，降低工程投资，可为类似工程设计提供借鉴。关键词：吹填土；超软土；真空预压；充砂袋挡捻中图分类号：TU441文献标识码：A1前言对于土地资源匮乏的沿海地区，综合开发利用滩涂资源进行围海造陆，是促进当地海洋经济发展的当务之急，吹填造陆作为经济且成熟的工艺已被广泛应用。吹填土是采用挖泥船将吹填区附近水域的泥砂挖出，并用高压泥浆泵通过输泥管将其排送到吹填区内，待泥浆沉淀后而形成的沉积土。以往由于施工机械能力有限，吹填池面积一般不超过100万m2,近年来由于绞吸式挖泥船呈现大型化发展趋势，施工能力有了极大提高，单个

3、吹填区面积最大可迗到1000万m2以上。考虑到一次性进行大面积地基处理会导致建设单位投入过大，故采用分阶段开发的策略。这就需要在新近吹填土地基上填筑挡捻，将先期地基处理区域与后续地基处理区域分开，以保证先期地基处理区域能够安全开发使用。由于新近吹填土沉积时间短，具有天然含水率高、孔隙比大、均匀性差、压缩性高、抗剪强度低等特性，在其基础上填筑挡捻面临着整体稳定性差、捻体不均匀沉降、捻体水平滑移等一系列问题。因此，挡埝结构设计及其下方地基处理方法的选择，是先期地基处理成功的关键。本文结合天津南港工业区西港池南侧大面积

4、吹填区分期地基加固项目中吹填超软土上填筑挡捻工程设计实例，通过多方案应用效果、工期、造价等方面的比较，对吹填土上填筑挡埝技术进行分析和总结，为国内外类似工程设计提供技术支撑1工程位置示意2工程介绍本工程位于天津南港工业区沿海滩涂区域，原滩面平均高程为-1.5m（天津港理论最低潮2012年9月完成大面积吹填造陆，将港池开挖土方吹填至滩涂围合区域内，吹填顶标高为+6.7m，形成陆域面积约500万m2。吹填成陆区域先期开发北侧公用管廊带，故需首先对其进行地基处理以形成开发条件。造陆工程边界为红旗路路基围捻轴线、B02路

5、基围捻轴线、B03路基围捻轴线及红旗路路基围捻轴线南侧300m所形成的陆域范围(东西向长2327m，南北向宽300m，造陆区总面积为69.81万m2)。该闭合区域设计采用真空预压法进行地基处理，交地标高+4.7m。为保证地基处理质量，需在南侧填筑挡捻以将本工程区域形成闭合区域。本项目挡捻设计的重要性在于：(1)本区域系吹填形成，表层土软弱，不满足直接铺设砂垫层、打设塑料排水板的施工条件，因此，需预先在原泥面上铺设工作垫层才能进行真空预压施工。根据工程实际情况及附近区域施工经验，经综合考虑，先期处理地块采用吹填1.

6、0m厚砂性土作为工作垫层。在地基处理区域南侧加做挡捻，可控制施工过程中吹填砂性土的流失。(2)工程南侧大面积区域近期尚无建设计划，原泥面标高+6.7m。北侧区域真空预压地基处理完成后，将作为工业区公用管廊带用地先期开展上部结构及地下工程建设，地基处理后标高+4.7m，比南侧陆域平均标高低+2.0m。填筑挡捻可以防止地基处理区域施工期间和使用期间受到南侧未加固区域泥水溢流影响。(3)加筑挡捻可以与加固区已有三边围堰形成陆域环形通道，有助于后期陆域开发施工材料的运输和倒运，为后期施工提供极大的方便3工程区地质特征2工

7、程平表1给出了工程区域地质勘察结果。由表可见，勘察区软土层厚度约迗18m，分别为：人工填土层、淤泥、淤泥质粘土、粘土和粉质粘土混碎贝壳。其中冲填土含水量极大，呈流动状，厚达约8m;淤泥、淤泥质粘土、粘土和粉质粘土混碎贝壳具有高含水量、大孔隙比、小重度、低抗剪强度、高压缩性、欠固结土和渗透性差的特点。该区软土层强度低，承载力小，压缩性高，土体的稳定性极差，为软弱土层。表1各层土体物理、力学指标表另通过分析《十字板剪切试验强度Cu值统计表》，勘察区在高程约-3m以上土质极软，Cu值很小，Cu平均值仅为2.43〜6.2

8、7KPa；高程_3m以下Cu值相对较大，土体强度较上部提高。依据《港口工程地基规范》(JTS147-1-2010)2.0.13规定，可以得出本工程吹填土部分十字板剪强度均小于5kPa，属于超软土，选择适合的地基处理方法至关重要。4挡捻堤心材料选择本工程设计中挡捻采用斜坡堤式结构。针对堤心进行了两种材料的比选，一是采用抛石作堤心结构，二是采用充砂袋作堤心结构。考虑到填筑挡捻