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营口港四期工程集装箱堆场粘土吹填 地基强夯加固试验

李 伟
(一航局第四工程公司, 天津塘沽300450)

摘要: 经过相关资料综合分析和多种方案比选, 并根据以往的工程实践, 针对营口港集装箱堆场粘土吹填地基, 提出了经济合理的强夯加固方案。
　对地基承载力要求达到150ＫＰａ的粘土吹填地基, 可采用250～300ｔ.ｍ的夯击能、 8～5.6点／100平米的夯点布置、 回填土层厚度不超过1.0米的加固方案, 场地总的夯沉量为50ｃｍ左右, 能够参照此厚度来调整吹填及回填土层的高程。
　粘土吹填区强夯加固效果检测可采用标准贯入实验或重型动力触探实验来代替平面静载实验。对设计承载力150ＫＰａ的地基, 上部砂夹粉质粘土层的平均标贯击数≥11击, 重型动力触探击数≥12击。
关键词: 强夯加固 现场实验 地基承载力 标贯击数 动探击数
1 工程概况
营口港鲅鱼圈区四期工程54~58#集装箱泊位总长1500ｍ。54~58#泊位码头以东至四期排洪涵以北吹(回)填形成的陆域纵深达1430ｍ。大部分陆域利用四期工程港池、 航道、 调头区疏浚土吹填形成, 为海域吹填区。
针对四期工程集装箱堆场的粘土吹填区, 经研究确定采用强夯法加固, 要求强夯处理后的地基承载力达到150ＫＰａ, 工后残余沉降小于30ｃｍ。为保证强夯法加固营口港四期堆场粘土区地基达到设计规定的技术要求, 保证堆场地基的稳定, 提高堆场运营质量, 根据国家《建筑地基基础处理技术规范》(ＪＧＪ79- )、 《港口工程地基规范》(ＪＴＪ250-98), 在施工图设计和正式大面积施工之前, 设置一场地先进行强夯工艺实验及检测。
2 试验区概况及工程地质条件
粘土强夯试验区设于营口港鲅鱼圈南部港区的58#泊位以南, 试验区北侧边线距58#泊位南侧约200ｍ, 试验区西侧边线距码头前沿约120ｍ, 试验区长200ｍ, 宽200ｍ, 设置5个试验小区。
试验区场地比较平坦, 地坪标高最大值6.40米, 最小值5.50米, 高差为0.90米。
依据勘察结果, 在15ｍ的勘探深度内, 地基土层自上而下可为4层:
第①层: 素填土
灰色, 干-湿, 松散状态。主要由砂土和粘性土等组成。两者呈混杂状分布, 砂土中混有较多粘性土团块, 并以粘土为主。该层为人工吹填形成。层底埋深0.8~8.9ｍ, 层厚0.8~8.9ｍ, 层底标高-3.2~4.6ｍ。
第②层: 淤泥质粉质粘土
黑色, 饱和, 流塑, 高压缩性, 稍有光泽中, 中等干强度。具有腥臭味, 含贝壳。层底埋深2.6~10.6ｍ, 层厚0.7~4.1ｍ, 层底标高-4.96~2.84ｍ。
第③层: 中粗砂
灰~灰黑色, 湿, 中密状态, 主要矿物成分为石英和长石等组成。颗粒极配良好, 呈浑状。层底埋深8.6~12.2ｍ, 层厚0.7~7.1m, 底标高-6.49~-3.31ｍ。
第④层: 粉质粘土
黄褐色, 饱和, 软塑~可塑, 中等压缩性, 稍有光泽, 高干强度, 中等韧性。层底埋深10.2~13.6ｍ, 层厚0.9~4.7ｍ, 层底标高-7.89~6.95ｍ。
由加固前地勘察报告可知, 吹填形成的地基土层结构很不均匀, 表层粘土吹填平均厚度在6.5ｍ左右, 其间夹有砂性土或混有淤泥, 承载力90ＫＰａ; 粘土层底部为2~3ｍ的淤泥质粉质粘土, 强度低, 压缩性大, 抗变形和抗稳定性差, 地基承载力仅达40ＫＰａ; 淤泥质土以下为一层2.0~3.0ｍ的中粗砂, 再以下为2.0ｍ左右的粉质粘土, 相对上部而言土性较好。地基土性质较差的主要是地表下的粘土吹填土和淤泥质粉质粘土, 厚8~9ｍ。
3 粘土区强夯加固方案的实施
强夯加固方案实施阶段
粘土区强夯试验方案的现场实施分为三个阶段, 即:
① 准备阶段, 包括地质勘测、 场地平整、 填土、 监测仪器埋设等, 时间从 10月3日~11月3日;
② 强夯施工阶段, 包括夯击能试验点、 点夯、 普夯及加固效果的监测, 时间从 11月4日~19日;
③ 强夯效果的检测, 时间从 11月23日~12月3日。

表1粘土区强夯试验参数
试验区
试验一区
试验二区
试验三区
试验四区
试验五区
强夯方案
方案Ⅰ
方案Ⅱ
方案Ⅲ
方案Ⅳ
方案Ⅴ
锤重(ＫＮ)
200
200
200
200
200
落距(ｍ)
10
15
10
15
12.5
夯击能
ＫＮ-ｍ点夯
3000ＫＮ-ｍ点夯
ＫＮ-ｍ点夯
3000ＫＮ-ｍ点夯
2500ＫＮ-ｍ点夯
夯点间距
5×5ｍ (中间插点)
5×5ｍ (中间插点)
6×6ｍ (中间插点)
6×6ｍ (中间插点)
5×5ｍ (中间插点)
满夯能量
1000ＫＮ-ｍ
1000ＫＮ-ｍ
1500ＫＮ-ｍ
1500ＫＮ-ｍ
1000ＫＮ-ｍ
锤重(ＫＮ)
100
100
100
100
100
试验区面积(ｍ2)
350
350
792
504
350
百平米夯点数(个)
8
8
5.6
5.6
8
夯击遍数
2
2
2
2
2
单点夯击击数(ｎ)
点夯10 满夯2
点夯12 满夯2
点夯14 满夯3
点夯12 满夯3
点夯12 满夯2
垫层厚度 (ｃｍ)
92
125
164
131
123
垫层底标高(ｍ)
5.04
4.87
4.55
4.56
4.84
工程量
夯点28
夯点28
夯点28
夯点28
夯点28
夯坑填料
场地料就地推平
场地料就地推平
场地料就地推平
场地料就地推平
场地料就地推平
第一遍夯击
0ＫＮ·ｍ
36000ＫＮ·ｍ
28000ＫＮ·ｍ
36000ＫＮ·ｍ
30000ＫＮ·ｍ
第二遍夯击
0ＫＮ·ｍ
36000ＫＮ·ｍ
28000ＫＮ·ｍ
36000ＫＮ·ｍ
30000ＫＮ·ｍ
普夯能量
ＫＮ·ｍ
ＫＮ·ｍ
4500ＫＮ·ｍ
4500ＫＮ·ｍ
ＫＮ·ｍ
总能量
4 ＫＮ·ｍ
74000ＫＮ·ｍ
60500ＫＮ·ｍ
76500ＫＮ·ｍ
3 ＫＮ·ｍ

1.       标贯6孔
1.       标贯6孔
1.       标贯6孔
1.       标贯6孔
1. 标贯6孔

2.       动探3孔
2.       动探3孔
2.       动探3孔
2.       动探3孔
2. 动探3孔
加固效果检
3.      静载试验2组
3.      静载试验2组
3.      静载试验1组
3.      静载试验2组
3. 静载试验2组
测与应力应
4.      钻探取土2孔
4.      钻探取土2孔
4.      钻探土2孔
4.      钻探取土2孔
4. 钻探取土2孔
变观测
5.    地面标点若干
5.       空压8点
5.       孔压10点
5. 地面标点若干
5. 地面标点若干

6.     水平位移2孔
6.      水平位移2孔

7.    地面标点若干
7.    地面标点若干

4 试验区强夯监测结果
根据粘土区强夯试验方案, 加固前在试验二、 三区内分别埋设了分层沉降管、 孔隙水压力及水平位移管等监测仪器测试地基受到的动力荷载大小、 地基土孔隙水压力和沉降随时间和空间的变化情况, 在施工过程中还在各试验区进行了地表沉降变形测量及夯坑沉降测试。
4.1最佳夯击能试验
开始夯击之前, 每个试验区选取3点作为最佳夯击能(以土体竖向压缩最大, 侧向挤出和隆起最小为叛定标准)试验点。每夯一击后, 测出夯坑体积及坑外隆起体积, 则可得到有效夯实体积, 其所占整个夯坑体积的百分数就是有效压缩率。
表2 最佳夯击能试验点(夯沉量)试验结果统计表(单位: ｃｍ)
夯击击数
方案Ⅰ
200ｔ.ｍ
8点／100ｍ2
垫层1.0ｍ
方案Ⅱ
300ｔ.ｍ
8点／100ｍ
2垫层1.2ｍ
方案Ⅲ
200ｔ.ｍ
5.6点／100ｍ
2垫层1.6ｍ
方案Ⅳ
300ｔ.ｍ
5.6点／100ｍ
2垫层1.3ｍ
方案Ⅴ
250ｔ.ｍ
8点／100ｍ2
垫层1.2ｍ
1
18.4
23.6
22.5
25.5
20.4
2
13.6
17.6
16.2
24.0
15.4
3
11.7
14.7
13.8
17.1
13.0
4
10.9
12.3
12.3
13.2
11.5
5
10.6
12.0
10.5
13.5
10.4
6
9.1
10.7
8.4
12.0
9.5
7
8.8
9.5
8.6
8.8
9.9
8
7.7
8.3
8.4
9.4
8.1
9
7.2
8.4
7.7
8.1
8.8
10
7.4
6.8
7.6
8.0
8.6
11
5.9
7.0
8.3
7.5
7.8
12
4.8
6.4
7.3
7.1
7.3
13
5.6
5.3
7.1
6.4
7.3
14
4.9
6.8
5.4
2.6
7.2
15
3.6
5.3
5.9
3.1
5.0
16
3.2
4.9
4.5
5.2
5.4
17
2.9
4.6
5.4
3.6
4.2
18
1.6
6.3
4.4
3.8
3.9

各区夯击击数与三个试验夯点的单击平均夯沉量列于表2。由表2可见, 各试验方案在夯击次数达到12击左右时单击夯沉量趋于稳定。从表中查找各区最佳夯击次数: 方案Ⅰ为10击左右, 方案Ⅱ为11~13击, 方案Ⅲ为13~15击, 方案Ⅳ为11~13击, 方案Ⅴ为10~12击。据此确定各方案单点最佳夯击能: 方案Ⅰ为 0ＫＮ·ｍ, 方案Ⅱ为36000ＫＮ·ｍ, 方案Ⅲ为28000ＫＮ·ｍ, 方案Ⅳ为36000ＫＮ·ｍ, 方案Ⅴ为30000ＫＮ·ｍ。

4.2土体变形测试成果及分析
试验区地面变形分两步测定: 首先测定每个夯坑总的下沉量; 第二步测定每个试验区在每夯一遍推平后的下沉量。各试验小区平均单击夯沉量见表3, 每遍及满夯下沉量见表4。

表3 各试验区总体平均单击夯沉量统计表(单位: ｃｍ)
夯击击数
试验一区
(方案Ⅰ)
200ｔ.ｍ
8点／100ｍ2垫层1.0ｍ
试验二区
(方案Ⅱ)
300ｔ.ｍ
8点／100ｍ2垫层1.2ｍ
试验三区
(方案Ⅲ)
200ｔ.ｍ
5.6点／100ｍ2垫层1.6ｍ
试验四区
(方案Ⅳ)
300ｔ.ｍ
5.6点／100ｍ2垫层1.3ｍ
试验五区
(方案Ⅴ)
250ｔ.ｍ
8点／100ｍ2垫层1.2ｍ
1
15.2
18.3
19.0
23.4
18.0
2
11.6
13.5
15.7
18.5
13.4
3
9.8
11.4
13.8
14.3
10.5
4
8.8
10.2
12.0
12.4
9.3
5
8.3
8.9
10.1
10.2
8.4
6
7.4
8.5
8.7
13.2
8.2
7
6.9
7.6
7.8
7.9
7.3
8
6.5
7.1
6.6
7.3
6.1
9
5.1
6.8
6.4
6.5
6.9
10
5.1
5.9
5.4
5.9
6.2
11

5.7
4.9
5.2
5.6
12

5.0
4.3
4.7
5.2
13

4.2

14

4.1

合计
84.7
108.9
123
129.5
105.3

由表3可见, 各区每击夯沉量在达到设计的单遍夯击次数的时候, 最后两击的单击夯沉量平均值已接近或小于5ｃｍ, 能够满足规范和设计的要求。
表4各试验区每遍及满夯后下沉量统计表(单位: ｃｍ)
夯区
试验一区
(方案Ⅰ)
200ｔ.ｍ
8点／100ｍ2垫层1.0ｍ
试验二区
(方案Ⅱ)
300ｔ.ｍ
8点／100ｍ2垫层1.2ｍ
试验三区
(方案Ⅲ)
200ｔ.ｍ
5.6点／100ｍ2垫层1.6ｍ
试验四区
(方案Ⅳ)
300ｔ.ｍ
5.6点／100ｍ2垫层1.3ｍ
试验五区
(方案Ⅴ)
200ｔ.ｍ
8点／100ｍ2
垫层1.2ｍ
第一遍
32
37
43
31
16
第二遍
14
13
12
12
18
满夯
8
8
8
8
7
总计
54
58
63
51
41
由表4能够看见以下几点:
①　各区的夯沉总量因夯击能、 夯点布置及垫层(回填山坡土)厚度不同, 其总沉降量也各不相同;
②　方案Ⅱ与方案Ｖ具有相同的垫层厚度、 相同的夯点布置条件下, 夯击能与夯沉量基本成正比, 夯击能提高500kn.ｍ, 夯沉量增加17ｃｍ(即41％);
③　方案Ⅱ与方案Ⅳ具有相同的单点夯击总能量、 垫层厚度也相近, 但前者比后者的夯点布置要多2.4点／100ｍ2, 夯区沉降要大13.7％。
5 夯后效果检测成果统计及分析
5.1静载试验结果
各区静载试验结果见表6地基静载试验成果表
表6地基静载试验成果表
项目
试验一区
(方案Ⅰ)
200ｔ.ｍ
8点／100ｍ2
垫层1.0ｍ
试验二区
(方案Ⅱ)
300ｔ.ｍ
8点／100ｍ2
垫层1.2ｍ
试验三区
(方案Ⅲ)
200ｔ.ｍ
5.6点／100ｍ2
垫层1.6ｍ
试验四区
(方案Ⅳ)
300ｔ.ｍ
5.6点／100ｍ2
垫层1.3ｍ
试验五区
(方案Ⅴ)
250ｔ.ｍ
8点／100ｍ2
垫层1.2ｍ
开挖前
开挖后
开挖前
开挖后
开挖前
开挖后
开挖前
开挖后
开挖前
开挖后
最大荷载(ＫＮ)
300
300
440
300
300
270
300
300
300
400
Ｓｍａｘ(ｍｍ)
21.28
16.22
18.02
12.37
38.71
51.80
16.36
21.83
14.52
18.27
0.01ｓ／ｄ之ｓ(ｍｍ)
10
10
10
10
10
10
10
10
10
10
0.01ｓ／ｄ之［Ｐ］ＫＮ
160
213
261
249
108
100
185
146
256
221
0.01ｓ／ｄ之［Ｒｓｐ］ｋｐａ
204
271
332
317
138
127
235
186
326
282
开挖前后承载力比
132.8%
95.5%
92.0%
79.1%
86.5%
承压板面积(ｍ2)
0.785
0.785
0.785
0.785
0.785
0.785
0.785
0.785
0.785
0.785
地基静载试验成果表可知:
① 方案Ⅲ设立的强夯参数进行加固的地基承载力达不到150ｋｐａ的地基处理要求。
② 布置同为8.0点／100ｍ2、 夯击能不同的试验区比较
方案Ⅰ Ⅱ Ⅴ单夯击能之比1: 1.5: 1.25, 回填厚度比为1: 1.3: 1.2, 实测回填土层承载力之比为1: 1.63: 1.60, 回填垫层开挖后承载力之比为1: 1.17: 1.04。由此可见, 夯击能大的对垫层下面土体加固效果好; 回填土垫层越厚对夯击能的消耗越大, 因此在满足正常施工的前提下应尽量减小回填层的厚度。
③ 相同夯击能、 不同夯点布置的试验区比较
相同夯击能、 不同夯点布置的方案Ⅱ比较布点多2.4点／100ｍ2, 开挖前方案Ⅱ的承载力是方案Ⅳ的1.4倍, 开挖后为1.7倍, 可见夯点间距的合理确定在大面积强夯施工时显得更为需要。

5.2标贯试验结果

强夯加固前后土体分层标贯试验结果统计见表7。

表7标贯试验结果统计表

土层
层厚
(ｍ)
方案Ⅰ(200ｔ.ｍ, 8点／百ｍ2, 垫层100ｃｍ)
加固前
加固后
增加
增加百分比(%)
砂夹粉质粘土
6~7
6.0
14.2
8.2
137
淤泥质粉质粘土
2
2.75
3.17
0.4
15
中细砂
>2
20.0
20.3
0.3
2

续表7
土层
层厚
(ｍ)
方案Ⅱ(300ｔ.ｍ, 8点／百ｍ2, 垫层120ｃｍ)
加固前
加固后
增加
增加百分比(%)
砂夹粉质粘土
6~7
7.75
15.85
8.1
105
淤泥质粉质粘土
2
3.0
4.37
1.4
46
中细砂
>2
17.95
18.25
0.3
2

续表7
土层
层厚
(ｍ)
方案Ⅲ(200ｔ.ｍ, 5.6点／百ｍ2, 垫层160ｃｍ)
加固前
加固后
增加
增加百分比(%)
砂夹粉质粘土
7
6.6
13.4
6.8
103
淤泥质粉质粘土
1
1.7
2.0
0.3
18
中细砂
>2
22.2
22.6
0.4
2
土层
层厚
(ｍ)
方案Ⅳ(300ｔ.ｍ, 5.6点／百ｍ2, 垫层130ｃｍ)
加固前
加固后
增加
增加百分比(%)
砂夹粉质粘土
6
5.2
14.2
9.0
173
淤泥质粉质粘土
2
2.3
4.4
2.1
90
中细砂
>2
17.1
19.7
2.6
15
续表7

续表7
土层
层厚
(ｍ)
方案Ⅴ(250ｔ.ｍ, 8点／百ｍ2, 垫层120ｃｍ)
加固前
加固后
增加
增加百分比(%)
砂夹粉质粘土
5~6
3.8
15.7
11.9
313
淤泥质粉质粘土
2~3
2.0
3.3
1.3
67
中细砂
>2
18.2
19.1
0.9
5

根据表7中统计资料分析, 原吹填地基上部砂夹粉质粘土层土体在夯击能作用下表贯击数均提高了1倍以上, 中间淤泥质粉质粘土层提高百分比要明显小于第一层土体, 而底部中细砂层则没有提高。
方案Ⅰ、 Ⅲ表贯试验结果表明在200ｔ.ｍ夯击能对原地面下7~8ｍ的淤泥质粉质粘土层的作用已经很小, 方案Ⅱ、 Ⅳ、 Ⅴ表明250~300ｔ.ｍ的夯击能对原地面下9~10ｍ的中细砂层已无影响。
将强夯加固后砂夹粉质粘土层上部3.0ｍ的标贯平均值与开挖前后静载试验得到的承载力均值列于表8。根据试验区得到的相关资料和《港口工程地基规范》(ＪＴＪ250-98)中表Ｅ.0.4给出的砂土承载力设计值［ｆ＇ｄ］与标贯入击数Ｎ的对应关系, 结合本工程实际情况, 砂夹粉质粘土团块的强夯地基加固效果检测能够用标贯试验替代静力载荷试验。
对地基承载力要求达到150ＫＰａ的强夯地基, 砂夹粉质粘土层的标准贯入击数最小值不得低于11击, 修正后的标贯击数均值Ｎ≥11击。

表8标贯、 静载试验结果统计表
项目
方案Ⅰ
方案Ⅱ
方案Ⅲ
方案Ⅳ
方案Ⅴ
垫层厚度(ｍ)
1.0
1.2
1.6
1.3
1.2
夯击能(ｔ·ｍ)
200
300
200
300
250
夯点布置(击／100ｍ2)
8.0
8.0
5.6
5.6
8.0
静载试验(ＫＰａ)
271
317
127
186
282
标贯均值(击)
16.9
17.2
14.3
15.8
20.2
比值(ＫＰａ／击)
16.03
18.43
8.88
11.77
13.96

5.3双桥静力触探试验结果

强夯试验前后, 每个试验小区各进行了3孔双桥静力触探试验。强夯加固前后土体分层锥尖阻力及分层侧壁摩阻试验结果统计表见表9和表10。
表9锥尖阻力分层统计结果表(单位: ＭＰａ)
土层
统计层厚
(ｍ)
方案Ⅰ(200ｔ·ｍ, 8点／百ｍ2, 垫层100ｃｍ)
加固前
加固后
增加
增加百分比(％)
砂夹粉质粘土
7.0
1.69
4.46
2.8
164
淤泥质粉质粘土
1.7
0.68
0.68
0.0
0
中细砂
3.3
4.93
5.14
0.2
4

续表9
土层
统计层厚
(ｍ)
方案Ⅱ(300ｔ·ｍ, 8点／百ｍ2, 垫层120ｃｍ)
加固前
加固后
增加
增加百分比(％)
砂夹粉质粘土
5.3
2.43
5.48
3.1
126
淤泥质粉质粘土
3.5
1.36
1.87
0.5
38
中细砂
3.2
5.92
7.48
1.6
26

续表9
土层
统计层厚
(ｍ)
方案Ⅲ(200ｔ·ｍ, 5.6点／百ｍ2, 垫层160ｃｍ)
加固前
加固后
增加
增加百分比(％)
砂夹粉质粘土
6.2
2.53
6.78
4.3
168
淤泥质粉质粘土
2.6
0.69
0.8
0.1
19
中细砂
3.2
6.34
7.11
0.8
12
续表9
土层
统计层厚
(ｍ)
方案Ⅳ(300ｔ·ｍ, 5.6点／百ｍ2, 垫层130ｃｍ)
加固前
加固后
增加
增加百分比(％)
砂夹粉质粘土
5.8
2.98
5.06
2.1
70
淤泥质粉质粘土
3.0
0.96
1.23
0.3
28
中细砂
3.2
6.67
7.85
1.2
18
土层
统计层厚
(ｍ)
方案Ⅴ(250ｔ·ｍ, 8点／百ｍ2, 垫层120ｃｍ)
加固前
加固后
增加
增加百分比(％)
砂夹粉质粘土
6.6
2.03
5.38
3.4
165
淤泥质粉质粘土
1.3
1.36
2.13
0.8
57
中细砂
4.1
4.49
5.27
0.8
17
续表9

表9中锥尖阻力统计资料表明, 强夯后各种试验条件下上部砂夹粉质粘土层土体的锥尖阻力均有不同程度的提高, 但其下部两层土体因夯击能和垫层厚度的不而不同。

表10侧壁摩阻分层统计结果表(单位: ＫＰａ)
土层
统计层厚
(ｍ)
方案Ⅰ(200ｔ·ｍ, 8点／百ｍ2, 垫层100ｃｍ)
加固前
加固后
增加
增加百分比(％)
砂夹粉质粘土
7.0
20.2
68.9
48.7
241
淤泥质粉质粘土
1.7
9.6
21.8
12.2
127
中细砂
3.3
68.4
71.0
2.6
4

续表10
土层
统计层厚
(ｍ)
方案Ⅱ(300ｔ·ｍ, 8点／百ｍ2, 垫层120ｃｍ)
加固前
加固后
增加
增加百分比(％)
砂夹粉质粘土
5.3
26.8
81.5
54.7
204
淤泥质粉质粘土
3.5
11.7
42.8
31.1
266
中细砂
3.2
61.4
71.6
10.2
17

续表10
土层
统计层厚
(ｍ)
方案Ⅲ(200ｔ·ｍ, 5.6点／百ｍ2, 垫层160ｃｍ)
加固前
加固后
增加
增加百分比(％)
砂夹粉质粘土
6.2
18.2
74.6
56.4
310
淤泥质粉质粘土
2.6
12.8
21.5
8.7
68
中细砂
3.2
55.0
64.6
9.6
17

续表10
土层
统计层厚
(ｍ)
方案Ⅳ(300ｔ·ｍ, 5.6点／百ｍ2, 垫层130ｃｍ)
加固前
加固后
增加
增加百分比(％)
砂夹粉质粘土
5.8
21.7
70.4
48.7
224
淤泥质粉质粘土
3.0
8.3
36.7
28.4
342
中细砂
3.2
65.7
68.9
3.2
5

续表10
土层
统计层厚
(ｍ)
方案Ⅴ(250ｔ·ｍ, 8点／百ｍ2, 垫层120ｃｍ)
加固前
加固后
增加
增加百分比(％)
砂夹粉质粘土
6.6
12.0
65.6
53.6
447
淤泥质粉质粘土
1.3
8.8
31.2
22.4
255
中细砂
4.1
56.2
63.2
7.0
12

表10中土体加固前后侧壁摩阻值的变化则反映了土体在强夯施工后的密实度变化情况。强夯后各试验分区的砂夹粉质粘土层的土质有明显改进, 其侧壁摩阻加固后比加固前提高了200％以上, 下覆淤泥质粉质粘土层也根据回填垫层厚度、 单点夯击能及夯点布置不同而有不同程度的提高, 再下的中细砂层则无改变, 这说明强夯影响影响深度仅达到上部8~9ｍ。

5.4夯后重型动力试验检测

强夯试验后, 每个试验小区对应标贯测孔的位置进行重型动力触探试验。对应孔地面下2~6ｍ的标贯、 动探统计结果列于表11。由表11中统计资料可见两者比值近似于1.1, 因此对于营口港四期粘土区大面积强夯施工时同样能够采用重型动力触探试验的方法来对于上部砂夹粉质粘土层进行加固效果检测。
表11标贯、 动探试验统计结果表
项目
方案Ⅰ
方案Ⅱ
方案Ⅲ
方案Ⅳ
方案Ⅴ
动探均值(击／10ｃｍ)
16.4
16.8
14.8
16.5
16.6
标贯均值(击／30ｃｍ)
14.8
15.6
13.6
14.0
15.6
动探／标贯
1.11
1.08
1.09
1.17
1.06
6结论和建议

6.1主要结论

⑴ 经过现场调查和相关资料综合分析, 经过多次方案比选, 针对营口港四期集装箱堆场的粘土吹填地基采用强夯法加固方案, 经现场试验表明是完全适宜和可行的。
⑵ 对地基承载力要求达到150ＫＰａ的粘土吹填地基, 采用250~300ｔ.ｍ的夯击能、 5.6~8点／ｍ2的夯点布置、 回填土垫层厚度控制在1.2ｍ内的加固方案是合理的。
⑶按照以上方案进行强夯施工时, 场地总的夯沉量为50ｃｍ左右, 能够参照此厚度来调整吹填及回填土的高程。
⑷粘土吹填区强夯加固效果检测可采用标贯入试验或重型动力触探试验来代替平面静载试验。对设计承载力150ＫＰａ的地基, 上部砂夹粉质粘土层的平均标贯击数≥11击, 重型动力触探击数≥12击。

6.2建议

四期粘土吹填区施工时, 回填垫层厚度应在满足施工和堆场基层结构的基础之上尽量薄, 夯击能取大值为宜。
经综合考虑, 建议的强夯方案为:
夯击能----------------250~300ｔ·ｍ, 百平米夯点数8~5.6个(5×5ｍ或6×6 ｍ中间插档)
夯击击数-------------分2遍, 10~12击, 最后2击平均夯沉量5~8ｃｍ
间歇期----------------3~7天
普夯-------------------2击, 150ｔ·ｍ, 夯印搭接1／3面积, 夯点间距1.5ｍ, 44点／百平米
夯击面下沉量-------约50ｃｍ, 以此控制吹填高程和回填厚度
回填厚度-------------控制在0.8~1.0ｍ