一、工程概况

　　拟建的荆门市沙洋港中心港区一期综合码头位于沙洋港，地处沙洋县青泥村汉江岸边，拟建码头位于汉江右岸的丈八沟至赵家堤河段，此段水流平顺，无回流，无淤积，岸线较稳定，陆域较为宽阔。

　　沙洋港是汉江历史上有名的港口，俗称“小汉口”，所在地的沙洋镇是解放初期湖北省八大名镇之一，隶属湖北省荆门市，该市汉江上另一著名港口是钟祥港，两个港口的起运量、周转量均在湖北省港口排名榜上有名，是该市汉江上的“双璧”，同在湖北省规划的19个省内重要港口之列。

　　本文所述的沙洋港中心港区一期综合码头，是在原港区下游丈八沟至赵家堤河段右岸新建中心港区的一部分。是《沙洋县城市总体规划（2006-2020）》、《沙洋港总体规划》、《沙洋县交通建设“十二五”发展规划》中沙洋港区整体南迁的重要组成部分。是湖北省发改委批准的全省重点港口建设项目。本项目新建1000t级货船散货泊位4个，年设计吞吐量，散货进口300万t，出口140万t；新建1000t级货船件杂泊位2个，年设计吞吐量，件杂货进出50万t；建设相应的道路、堆场、仓库等生产、辅助生产建筑，配备相应的装卸、运输机械设备和供水、供电等设施。港区陆域布置分为堤内部分和堤外部分，港区占地总面积596.7亩。装卸工艺推荐方案件杂泊位装卸船选用龙门起重机；散货进口泊位卸船选用门座起重机，出口泊位装船设备选用直线行走装船机。

　　码头设计高水位为41.85m，设计低水位35.93m，码头面设计高程，42.00m；设计河底高程，33.23m。码头平台，613.5×20m；引桥及接堤坡道，258.2×12m。抛石护坡范围分别延伸至泊位上下游各50m，护岸长度713.5m。

　　码头平面采用顺岸式布置方式，共布置6个泊位，码头平台采用高桩梁板结构。码头平台长613.5m，宽20m，平台共有19个结构段，每个分段长约32m，码头排架间距为7m，1#～6#泊位码头平台每榀排架下布置5根Φ1000钻孔灌注桩。根据码头配备装卸机械，装卸机械轨道间距为10.5m，布置在码头平台上，前轨至码头前沿3.0m，采用QU80钢轨，散货泊位与件杂泊位之间布置码头车辆转向区域，宽38m，每榀排架下布置9根Φ1000钻孔灌注桩。码头上部结构由钢筋砼实心板、靠船构件、纵梁、前边梁、后边梁和横梁组成。码头与后方堆场采用高低式布置，码头面高程为42.00m，堤外临时堆场为38.00m。码头平台通过宽度为12.0m的引桥与与后方大堤连接，长391.5m。

　　批准概算投资4.48亿元。

　　本文主要是针对港区陆域形成的情况，采取有针对性的地基处理方法。港区内铺砌基础处理采用真空预压法。临时堆场基础处理采用强夯法。

　　二、地基处理方案的确定

　　（一）地基处理范围

　　根据对本工程陆域地质勘察资料进行分析，陆域的地质条件相对较差。本区江堤上为素填土，其下主要为第四系全新统冲积（Q4al）及冲洪积（Q4al+pl）成因的粘性土、粉细砂及卵石层，未见基岩裸露。堆场及道路在使用荷载下，天然地基不能满足上部建构筑物对地基承载力及变形的要求，沉降较大需进行必要的处理。根据道路堆场结构及使用要求，港区堆场及道路均需进行地基处理。两方案地基处理面积为20万m2。

　　（二）技术要求

　　1、场地不经地基处理情况下，使用时的附加荷载构成部分如下：

　　①使用荷载，件杂堆场40kPa，散货堆场60kPa。

　　②场地拟回填1m，假定重度18kN/m3，计算荷载为18kPa。

　　③总荷载：件杂堆场58kPa，散货堆场78kPa。

　　堆场按大面积荷载考虑，沿深度按不计衰减考虑。

　　2、沉降量计算方法

　　多层地基条件下的一维沉降计算一般采用分层总和法。

　　以应力面积计算法为例，在压缩层范围内分布有n层地基土，其压缩模量值分别为Es1，Es2，？Esn，层底深度分别为z1，z2，？zn，则第i层土的压缩量的表达式可写为：

　　（1）

　　式中为层地基土承受的附加应力，Ai为i层范围内附加应力的分布面积，Ai=p？hi，其中p为大面积压力，hi为分层土厚度。

　　因此大面积荷载下，n层地基土总沉降量的计算式可表示为：

　　（2）

　　式中ms为沉降修正系数，用于考虑非压缩变形的影响，取值取决于土层分布情况及荷载条件。对于满足稳定性要求的软弱地基土，一般取1.1～1.3，对于大面积地基，可近似取1.0。引入固结度的概念后，某时刻的地基沉降的计算式为：

　　（3）

　　式中，为t时刻的地基的平均固结度。

　　（3）沉降计算结果

　　根据计算结果表明，未经地基处理的场地在使用荷载下最终沉降582mm～877mm，平均沉降量为729.5mm。同时，场地局部区域差异性沉降偏大，差异沉降不经控制，容易引起地坪的开裂。

　　（三）地基处理方案的选择

　　根据本工程特点综合比较，本工程初步设计浅层地基处理堤外陆域采用强夯法进行软基础处理，堤内采用插排水板真空预压法处理地基。

　　三、地基处理技术

　　（一）强夯法

　　强夯法地基处理是指土体在重锤的作用下将土体中气体排出，在夯点周围出现径向裂缝，形成软土中空隙水的渗透通道，为超静水压力的消散创造了条件，相当大的夯击能转化为土体的压缩变形，随夯击能积累，土体强度获得提高。

　　本工程采用强夯法方案进行处理，强夯法处理时夯击能量为1500kJ，夯点间距取8m，夯锤面积取3m2，并采取相应的排水措施。

　　施工注意事项：

　　（1）强夯施工是路基填筑后的加固与补强措施，不能替代路基填筑时的压实施工，即压实施工这个环节不能少。

　　（2）试夯作为强夯法施工时必不可少的一项工作，同时也是确定正式施工技术参数的关键环节。施工过程中若出现与试夯获取信息差异较大时，应即时对施工信息进行综合分析找出原因，调整施工参数，实施动态控制。

　　（3）强夯作业时要求夯位准确，落锤平稳，夯击过程中若出现坑底倾斜，则需补平碎石后再夯击，若夯点偏位过大，则应及时纠正，补夯。

　　（4）单点夯击中需检测前后两击的沉降差与测量夯锤的顶面高差，而非夯坑的高差。

　　（5）强夯施工过程中，若填料是土则需要完成第一遍夯击后间隔一段时间之后（间隔时间依据试验确定，依据土的性质和含水量的不同一般控制在4-10天），再夯击第二遍与第三遍。

　　（6）单位面积夯击能（即夯击能与夯锤底面积之比）需要严格控制。单位面积夯击能不宜过大，但也不宜过小，过小会导致加固效果欠佳。

　　安全措施：

　　（1）由于强夯机组高大，稳定性较差，因此对施工场地要求较严，不得软硬不匀，不得有虚填坑洞和浅层墓坑。

　　（2）强夯时有土块石子等飞出，现场人员必须戴安全帽。吊车上应安装防护网，非施工人员不得进入现场。

　　（3）应随时注意检查机具的工作状态，经常维修和保养，发现不安全之处应及时处理。

　　（4）在强夯施工区附近有建筑物时，应经常观察振动的影响，对较近的建筑物应挖防震沟，其深度应超过该建筑物的基础深度。

　　（5）强夯机械使用交流电源时，应特别注意各用电设施的接地防护装置，施工现场附近有高压线路通过时，必须根据机具的高度、线路的电压，详细测定其安全距离，防止高压放电，发生触电事故。

　　（二）真空预压

　　真空预压法是在需要加固的软土地基表面先铺设砂垫层，然后埋设垂直排水管道，再用不透气的封闭膜使其与大气隔绝，薄膜四周埋入土中，通过砂垫层内埋设的吸水管道，用真空装置进行抽气，使其形成真空，增加地基的有效应力的一种地基处理方法。

　　本工程采用真空预压进行软基处理，首先进行滤管制作，采用通径为Ф60mm的UPVC硬塑料管，在管壁上每隔5～8cm钻一直径Ф5～7mm的小孔，制成花管，在花管的外面缠绕尼龙绳作为支撑作用，再包一层90g/m2的无纺土工布作为隔土层。包裹滤管的无纺布应无破损，包扎严密。

　　第二步，埋设真空管路和膜下测头，滤管间距按呈框格形布置。先将滤管摆设好并连接好，接头处用铁丝绑扎牢固，然后在管路旁边铺膜标高基面挖滤管沟，沟深约25～30cm，然后一边挖沟一边埋管入沟，入沟深度约25cm，并用中、粗砂填平。管间连接应用骨架胶管套接，套接长度不小于10cm，并用铅线绑扎以确保牢固，为防止铅丝接头刺破密封膜，铅丝接头应朝下埋入砂层。在铺设过程中要确保滤管上的滤膜不被破损，出膜处采用无缝镀锌钢管和接头相连接，垂直伸出膜面约30cm。膜下测头制作：膜下测头即膜下真空度测量采气端，采用硬质空囊，钻以花孔，外包无纺布，将真空表集气塑料细管插入空囊中并固定即可。真空测头按约800m2一个点排布，真空细管另一端从密封膜引出，制成喇叭口和真空表相连接，以直观反映膜下真空度。

　　第三步，场地整平，为防止抽真空过程中真空膜被硬物刺破，埋好真空管后，需将外露的塑料排水板头埋入砂面以下，将插板时形成的孔洞填实，并将面层的淤泥块和所有有棱角的硬物捡开，用铁铲将砂面拍抹平实。

　　第四步，铺设密封膜，为了防止第一次堆载过程将密封膜弄破，在膜下先铺一层热粘膜针刺无纺土工布。选择无风或风力较小的时间内，分三层铺设。各分区交界处，先铺膜的加固分区，应预留2m长的膜接头，以后可以通过现场热合或用胶水粘合的方法与下一分区的密封膜粘接。

　　第五步，踩密封膜，先踩第一层膜，踩入深度不小于1m，踩完第一层膜后开始踩第二层膜，最后踩第三层膜。由于密封体施工过程中，可能会造成周边砂垫层塌方，因此必须将砂层踩松，并搅拌均匀后才能进行踩膜。要防止踩膜过程中撕裂密封膜。

　　第六步，安装真空泵，真空泵按每台泵控制800m2设计。同时准备至少4套备用真空泵。将真空泵水平放置在砂包围堰上面，真空泵进水口和出膜口保持同一平面，以保证真空泵能发挥到最大功效。

　　最后进行真空预压抽气，开始阶段，为防止真空预压对加固区周围土体造成瞬间破坏，必须严格控制抽真空速率。可先开启半数真空泵，然后逐渐增加真空泵工作台数。当真空度达到60kPa，经检查无漏气现象后，开足所有泵，将膜下真空度提高到80kPa。

　　参考文献：

　　[1]建筑地基处理技术规范JGJ79-2012

　　[2]强夯地基处理技术规程CECS279-2010