横琴新区深井片区1#排洪渠抛石层下深厚软基的处理

朱光源

(广东省水利电力勘测设计研究院，广东 广州 510635)

横琴新区深井片区1#排洪渠抛石层下深厚软基的处理

朱光源

(广东省水利电力勘测设计研究院，广东 广州 510635)

珠海横琴新区深井片区防洪工程1#排洪渠位于环岛西路南段西侧。由于先期施工营地及交通设施建设，渠道的建设场地在深厚的淤泥层上抛填了一层厚约5m的抛石层，与原有淤泥层一起成为“双层地基”。对于排洪渠建基面与双层地基交界面较近的情况，由于上覆抛石层及建设场地限制的影响，渠道地基处理会产生一些问题。对此，以该排洪渠软基处理为实例，介绍上覆抛石层的软基处理方法，供此种类型的双层地基处理借鉴。

双层地基；软基；抛石层；地基处理

横琴新区深井片区防洪工程的1#排洪渠所在场地上覆抛石层，渠道建基面由浅入深，直至需要将抛石层挖除到达软基面。除此以外，排洪渠还受到周边建筑物的限制，如渠道紧邻主干道和沥青拌和站，均无法进行放坡开挖，因此渠道虽然不长，但是要求在狭窄场地处理上覆抛石层的软基，需要在安全和投资控制之间找到合理的平衡点。

1 工程概况

珠海横琴新区深井片区防洪工程位于横琴岛大横琴山西南侧，西临磨刀门水道。防洪工程建设内容包括3条排洪渠，5条截洪沟，工程示意图见图1。深井片区1#排洪渠总长1323.83m。以环岛西路3#涵洞和2#涵洞为界分为3段，分别为1-1#排洪渠，长789.31m；1-2#排洪渠，长233.84m；1-3#排洪渠，长300.68m。

图1 深井片区防洪工程布置图

2 排洪渠不良地质概况

排洪渠沿线原始地貌为海漫滩地貌，经人工回填、块石堆填成鱼塘、临时施工便道、施工场地或施工临时住房等，地势总体较平坦，地面高程一般-0.1m～5.0m。排洪渠不良地质段地质纵断面见图2。1-1#排洪渠场地基岩出露，地质条件较好，图中未示。

图2 1-2#及1-3#排洪渠场地狭窄段地质纵断面

由图2可知，1-2#及1-3#排洪渠场地存在深厚软弱淤泥、淤泥质土层，厚度较大，一般大于25m。淤泥层上覆约5m厚的抛石层，淤泥呈流塑状，埋深较大的呈软塑状。标贯击数一般小于1。现场十字板剪切试验得到土的抗剪强度Cu平均值为10.40kPa，灵敏度平均值为1.70。

根据排洪渠的设计底高程，排洪渠的建基面大部分位于抛石层底面以下，实施时需将上部抛石挖完，地基淤泥层出露，场地地质条件极差，需要进行地基处理。

3 排洪渠上覆抛石层软基处理措施

3.1 狭窄场地的上覆抛石层软基处理措施

场地比狭窄的排洪渠渠段为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渠道净宽5m，渠道净深5.1m～5.3m，渠底高程-1.6m～-1.4m。左岸为环岛西路，右岸为沥青拌和站，渠道建设空间狭窄。1-3#排洪渠的PAⅢ0+000～PAⅢ0+050渠段为环岛西路箱涵出口段，靠近环岛西路。两渠段旁边均有环岛西路。环岛西路为横琴新区深井片区的主干道，实施排洪渠时应作为重点保护对象。1-2#排洪渠的现场环境见图3。

对此段制定方案时主要考虑三个方面因素：（1）对横琴新区主干道环岛西路的保护，以及不侵扰沥青拌和站；（2）保证渠道断面的结构稳定；（3）工程造价合理。

对1-2#排洪渠的PAⅡ0+126～PAⅡ0+233地基处理进行方案比选。

方案一：采用直径1m的连排灌注桩做垂直支护，设置2道对撑梁。并采取永临结合的方式，在排桩前挂混凝土板作为渠道岸墙，渠底施打旋喷桩加固以抗淤泥隆起。连排旋喷桩上部加设桩帽，桩帽的顶部采用埋石混凝土挡墙加高渠顶高程至设计高程。方案一的设计断面见图4。

图3 排洪渠的场地环境

图4 场地狭窄渠段方案一排洪渠设计断面

该结构可同时满足不占地及处理上覆抛石层的要求，渠道结构结合地基处理，利用垂直支护结构做渠道岸墙。结构的稳定主要是控制渠底的抗隆起，且需验算垂直支护桩的强度。该方案可操作性强，但是工程投资偏大，地基处理延米造价见表1。

表1 方案一地基处理延米造价

方案二：将上覆抛石层挖除约2m，以减小抛石层厚度，开挖平整后的抛石面，高程1.5m作为打桩平台，施打旋喷桩加固地基。旋喷桩以格构状布置，格构尺寸为4m×5m以及3m×5m。渠道上部结构采用较能适应地基变形的格宾石笼[1]。方案二的地基处理及渠道结构断面见图5，渠道地基处理延米造价见表2。

表2 方案二地基处理延米造价

考虑到方案一工程造价偏高，对该段方案进行优化。对该渠段场地以一定间隔分散试挖，结果表明该上覆抛石层中无大孤石，抛石体含泥较多。因此希望尝试用旋喷桩打穿抛石层。该设计断面需验算渠道边坡的抗滑稳定安全。经验算，按图5所示结构可满足稳定要求，边桩桩长7.5m，中间桩桩长6.5m。永久工况下的圆弧抗滑稳定计算结果简图见图6，图中圆弧滑动稳定系数1.37，方案二的布置满足抗滑稳定要求。采用方案二对方案一进行优化，工程投资可减少38%，经济效益明显，因此对该渠段按方案二进行优化。

图5 场地狭窄渠段方案二排洪渠设计断面

图6 方案二排洪渠边坡抗滑稳定计算结果简图

3.2 无保护对象场地的上覆抛石层软基处理措施

1-3#排洪渠PAⅢ0+050～PAⅢ0+175渠段渠道净宽19.5m，渠道净深5.3m，渠底高程-1.6m，渠道左岸离主干道环岛西路较远，可不考虑对道路的保护问题。因此，除了根据试挖结果采用格构式旋喷桩参加方案比选以外，还可采用强夯置换处理上覆抛石层。对于该渠段，强夯置换方案有以下优势：（1）周边没有需要保护的重要建筑物，强夯对周围环境的不良影响可免于考虑；（2）对地下环境的影响较小；（3）工程投资较小；（4）强夯置换适用于高饱和度的粉土与软塑～流塑的黏性土地基上对变形要求不严格的工程[2]。

强夯置换区首先将渠身范围内的上覆抛石层挖除约2m厚，至1.50m标高起夯，强夯置换能量4000kJ，分两遍进行点夯，两遍点夯共同成梅花形布置，夯点间距5.0m，每遍每个夯点不少于20击。强夯置换后进行普夯，普夯能量1500kJ，每个夯点2击，相邻夯印搭接1/4倍夯锤直径。强夯置换的设计断面见图7。经强夯置换后，夯坑位置抛石层底标高不高于-8.0m，夯坑之间的位置抛石层底标高不高于-4.5m。

图7 1-3#排洪渠PAⅢ0+050～PAⅢ0+175渠段强夯设计断面

强夯后开挖至渠道建基面，采用格宾石笼挡墙结构，以较好地适应地基变形。对图7的结构复核稳定系数，计算结果表明该断面抗滑稳定满足要求。

与采用高压旋喷桩相比，采用强夯置换可节约工程投资47%，达到经济合理，安全可靠。

4 结语

排洪渠虽然地基要求相对较低，但是在深厚软基多数会选择打桩。上覆抛石层的软基处理中，抛石层对打桩设备及桩型的限制较大。若有条件应优先采用放坡开挖，挖开抛石层后施打搅拌桩或CFG桩等较经济的桩型，甚或采用强夯置换等处理措施以节约投资及对地下环境实行保护。没有条件放坡开挖，则需考虑在抛石层中打桩。抛石层中石块含量较高时，应采用可穿过抛石层的灌注桩，否则需提前造孔才能打桩；抛石层中石块含量较低时，可采用旋喷桩。本工程排洪渠软基处理受上覆抛石层影响和场地限制，根据建设条件采用不同的处理措施，达到了安全与经济的平衡。横琴新区深井片区1#排洪渠目前正进入施工阶段，施工期及完建后应加强监测，以检验设计方案的安全效果。

[1]生态格网结构技术规程（CECS353：2013）[S]北京：中国计划出版社，2013．

[2]建筑地基处理技术规范（JGJ79—2012）[S].中华人民共和国住房和城乡建设部，2012.

[3]建筑基坑支护技术规程（JGJ120-2012）[S].中华人民共和国住房和城乡建设部，2012.

[4]尚洪军.上覆抛石基床的软土地基承载特性分析[J].天津建设科技，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，工程师，主要从事水利工程设计工作。