张祥雨 董鑫 白天辉 赵显涛
中冶沈勘工程技术有限公司 辽宁沈阳 110167
摘要：介绍曹妃甸中冶新材料项目在吹填土地区进行明沟开挖，明沟降排水，强力扰动排水，碾压排水的强排降水的施工技术。
关键词：吹填土 明沟排水 强排降水
1.工程概况
中冶新材料项目位于曹妃甸工业区钢铁电力园区华润电厂西侧，场地地层不均匀，浅海滩区域，以人工吹填砂为主。
场地面积约31万㎡，南北向310m，东西向1000m，工期30天，19台夯机，由于工期紧，为保证强夯质量及强夯作业顺利进行，做好吹填土的施工降排水，提高土质强度成为工程的重点。
2.场地工程地质条件
场区勘察报告显示，地下水位埋深1.5～2.0m。本场地工程地质条件如下：
①1人工填土（Q4ml）：主要由粉砂、炉渣（局部为粉煤灰）组成，含贝壳碎片，局部含混凝土块，松散。
①吹填砂（Q4ml）：灰～灰黑色，松散～稍密，主要为粉砂，部分为细砂与粉砂互层，长石～石英质，水上稍湿，水下饱和。
②粉砂（Q4m）：主要为粉砂，有粘性土夹层，具层理，饱和。
②1 粉质粘土（Q4m）:软塑，混粉砂，仅在个别钻孔遇见。
③粉砂（Q4m）：颗粒呈亚圆形，均粒结构，主要为粉砂，有粘性土夹层，具层理，饱和。
④粉土（Q4m）：灰色，混砂，夹粉质粘土，呈互层状，饱和。
⑤粉砂（Q4m）：主要为粉砂，部分为细砂与粉砂互层，长石～石英质，颗粒呈亚圆形，均粒结构，具层理，饱和。
⑤1粉质粘土（Q4m）：软塑～可塑，局部含粉土和粉砂薄层，呈互层状。
⑥粉质粘土（Q4m）：可塑～硬塑，局部含粉土和粉砂薄层。
⑥1粉砂（Q4m）：灰色，主要为细砂，有粘性土夹层，具层理，饱和。
⑦粉质粘土Q3mc）：可塑～硬塑，含氧化铁、云母，铁锰质结核及灰色条纹。
⑦１细砂Q3mc）：密实，均粒结构，层理，饱和，仅在个别钻孔遇见该层。
⑧细砂Q3mc）密实，混粘性土，层理，饱和。
3.降排水方案
2017年8月15日至9月15日施工，正逢雨季，地表水量增大，故针对场地工程地质条件，采用“明沟排水+挤压强制排水”的方法，进行夯前的降排水。
3.1明沟降排水
主排水沟沿东西向，共3条，主排水沟的开挖深度1.5-2m，主排水沟的开挖宽度2-2.5m，主排水沟间距为100-150m。渗透压力使一部分地下水压出，排到四周排水沟。经过3-4天的翻土晾晒和排水，表面硬度增大，夯机可进行作业。强夯后，由于土的孔隙水压力增大，会有大量地下水沿着缝隙反到地表，因此挖副排水沟沿南北向，共15条，开挖间距65-80m，沟宽1.5-2m，沟深1.5-1.8m。设置东西2处集水坑，用水泵把水排到市政管网中。由于振动导致沟壁坍塌或者成沟很浅，需保证挖掘机及时清理，并反复多次开挖。
3.2挖掘机强力扰动排水
由于吹填砂渗透系数小，因此可通过挖掘机对含水层强力扰动排水，地下水尽快渗出。工作方法：将挖掘机铲头部插入稀泥中，使其前后摇动，过2-3分钟后地下水冒出地面，沿着引流槽，汇集到主排水沟，再到集水坑后，用水泵抽出现场。挖掘机强力扰动排水机理：吹填砂地层呈饱和状态，在挖掘机强力扰动下，减小了相应土粒间的有效应力，土体中孔隙水压力增大，发生砂土液化，液化后的砂土的孔隙变小，密实度增加，同时地下水涌出地表形成水砂地面[1]。
3.3压路机强力碾压排水：工作方法：可以采用150推土机进行强力碾压3-4遍。
强力碾压主要有两个作用：一是将地表土压实，再次提高地面强度。二是将含水层中未能排出的地下水强力挤出。
4.技术经济优势分析
4.1采用明沟降排水，挖掘机强力扰动排水和碾压排水的方法，处理后场区完全具备了夯机不下陷的效果，砂土液化不再发生，强夯效果明显，有效解决了工期紧的困难，技术优势如下：
（1）施工技术简单，易于操作。采用开挖明沟降排水，形成土层排水通道，可有效的缩短排水距离，加速吹填砂的排水固结，挖掘机扰动排水作用，土层中水加速排出，吹填土孔隙变小；碾压排水进一步加快吹填砂的固结[2]。
（2）施工时间短，方法快捷。一般施工后1-2天即可排水固结效果明显，缩短了建设工期，加快了工作效率。
（3）明沟降排水，挖掘机强力扰动排水和碾压排水的方法一般加固深度在1.5m左右，土的强度达到夯机不下陷的要求。
4.2经济性对比
在场区进行了真空降水试验，面积35*35㎡；真空降水和明沟降排水，挖掘机强力扰动排水和碾压排水的方法效果相近，明沟降排水，挖掘机强力扰动排水和碾压排水的方法速度快。针对降排水项目，明沟降排水，挖掘机强力扰动排水和碾压排水的方法同真空降水试验工艺相比，中冶新材料项目节省投资约666.5万元。表1强排降水与真空降水造价对比表。
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5 结束语
曹妃甸地区特殊性土主要为吹填砂、人工填土，吹填砂和人工填土结构松散，渗透系数小，地下水埋藏浅，表层承载力低，在该地区采用明沟降排水，挖掘机强力扰动排水和碾压排水是经济有效可行的降水方案。
参考文献：
[1]徐宝喜,唐山曹妃甸工业区装备制造基地地基处理[J]2009，天津，岩土工程届地基基础工程
[2]浅谈曹妃甸新近吹填土强夯降水施工技术[J]2007,北京，岩土工程届施工经验