珊瑚砂地基压实技术研究

何志远 蒋恒

摘 要：珊瑚砂由于其颗粒形状不规则、易破碎、高内摩擦角、高孔隙比等特性，由珊瑚砂材料填筑的地基承载力较差。为研究珊瑚砂地基压实技术，通过在不同区域地基设置压实试验区，对压实前后地基干密度及承载力进行检测，结果表明：浅吹填区在振动碾压20遍或冲击碾压45遍，填料平均干密度可设计要求，原有陆域区地基在振动碾压20遍后干密度基本大于1.65g/cm3;浅吹填区地基在振动碾压后地基承载力要高于冲击碾压的地基，原有陆域区地基承载力指标随碾压遍数增加，先上升后再下降现象。

关键词：珊瑚砂;地基;干密度;承载力;压实

中图分类号：TU411 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2019）06-0135-02

0 引言

珊瑚砂主要为钙质砂，是珊瑚礁、死亡的珊瑚和贝壳等被海水冲击破碎后的碎屑物，化学成分主要为碳酸钙，其含量达97%以上，在岩土类别中统属碳酸盐类土或钙质土。上世纪70年代人们开始在钙质土海域进行大规模的石油开发，人们才逐渐注意到钙质土这种特殊岩土介质本身独特的工程性质。

目前在钙质砂作为地基填料的压实特性方面已取得一定研究进展，如王新志[1]等对南海诸碧礁渴湖的钙质砂进行室内载荷试验，得出了钙质砂的承载力和变形模量随相对密实度的增大而显著提高;张家铭[2]分析了钙质砂一维与等向下的压缩特性后发现，在低压阶段，压缩变形主要在于颗粒之间位置重新调整;高压阶段，颗粒破碎对其压缩特性起控制作用;余以明[3]认为珊瑚砂地基在吹填过程中会形成软弱夹层，并对振冲压实后的软弱夹层的土性进行分析，认为合理布置振冲点位可提高珊瑚砂地基承载力。

1 工程概况

马累机场是马尔代夫最重要的国际机场，随着马尔代夫旅游资源深度开发及经济发展，未来几年客流量将大幅增加，故机场公司拟开展该机场的改扩建工程。机场改扩建过程中，岛上建设材料资源有限，且距离大陆较远，因此决定就地取材，利用岛礁上分布的珊瑚碎屑、珊瑚砂等巧质砂的粗细骨料作为地基填筑料。

2 压实试验方案

根据地基吹填深度不同，将地基分为原有陆域区及浅吹填区，并在不同区域内设置试验小区，采用不同碾压参数对试验区地基进行压实，并对压实前后地基质量进行检查。浅吹填小区测点布置如图1，原有陆域的两个试验小区测点布置如图2，其中试验1区1～6号点所在区域采用振动压实，7～18号点所在区域采用冲击压实，原有陆域均采用振动压实。

3 试验结果分析

3.1 干密度试验

浅吹填试验区碾压过程中干密度试验结果见表1。由表中数据可知：随碾压遍数增加，填料干密度持续增大，振动碾压20遍或冲击碾压45遍，填料干密度均值可达设计要求1.60g/cm3，说明振动碾压的压实效果比冲击碾压好;未处理地基干密度标准差为0.13，冲击碾压30遍时干密度标准差为0.06，碾压至55遍时干密度标准差为0.04，随冲击碾压遍数增加，填料干密度标准差减小，说明地基压实质量均匀性得到提高。

原有陆域试验小区压实过程干密度试验结果图3及图4。经振动压实处理后，试验区地基干密度提升较大，试验二区未处理地基干密度基本小于1.55g/cm3，振动碾压20遍后干密度基本大于1.65g/cm3，滿足设计要求;试验三区未处理地基干密度均不大于1.50g/cm3，振动碾压10遍后地基干密度均大于1.60g/cm3，满足设计要求。

3.2 承载力试验

浅吹填区试验小区承载力试验结果见表2，振动碾压及冲击碾压处理均可有效提珊瑚砂地基的承载力。振动碾压及冲击碾压处理20遍后地基承载力指标均能满足设计要求;振动碾压后的地基承载力比冲击碾压处理的地基更高，振动碾压处理后，地基的变形模量E0、反应模量K0及CBR平均提高335.3%、305.5%及495%，冲击碾压处理后，地基的变形模量E0、反应模量K0及CBR平均提高228.3%、207.9%及308.3%。

原有陆域承载力试验结果见图5及图6。承载力指标随碾压遍数增加，先上升后再下降现象。振动碾压30遍时，两个试验区均出现承载力指标下降现象，而后随碾压遍数增加，承载力指标再上升。这可能是因为松铺珊瑚砂在压路机作用下，地基不断被压实，承载力增大，而后随着碾压遍数的增加，珊瑚砂颗粒被压碎，导致地基承载力下降，再随着碾压遍数增加珊瑚砂颗粒重新排列，不断密实，地基承载力力增大。

4 结语

（1）浅吹填区地基随碾压遍数增加，填料干密度持续增大，振动碾压20遍或冲击碾压45遍，填料干密度均值已到达设计要求1.60g/cm3，随冲击碾压遍数增加，填料干密度标准差减小，地基压实质量均匀性提高;原有陆域区地基在振动碾压20遍后干密度均大于1.65g/cm3。

（2）浅吹填区地基在振动碾压及冲击碾压处理后珊瑚砂地基承载力均得到提高，振动碾压处理的地基承载力比冲击碾压处理的地基更高;原有陆域区地基承载力指标随碾压遍数增加，出现先上升后再下降现象。

参考文献

[1] 王新志.南沙群岛珊瑚礁工程地质特性及大型工程建设可行性研究[D].中国科学院研究生院（武汉岩土力学研究所），2008.

[2] 张家铭.钙质砂基本力学性质及颗粒破碎影响研究[D].中国科学院研究生院（武汉岩土力学研究所），2004.

[3] 余以明.珊瑚砂地基软弱夹层分析及加固措施[J].水运工程，2018（2）：186-188.