（广东科学技术职业学院，广东，珠海，519015）
【摘 要】珠海高栏港经济区位于珠海市西部，是依托华南沿海主枢纽港——高栏港而设立的经济功能区，为增加建设用地供给，促进经济发展，园区建设用地基本由围海造陆形成。由于区域内土方稀缺且山体较多，所以围海造陆时大量使用了开山后的土石填料，有些石块粒径较大，导致在进行场地软基处理时，无法使用传统的水泥搅拌桩进行软基处理（场地填方混杂了较多的大块石，这一层块石层最大厚度达8m左右，其他软基处理工艺均不适用，传统的水泥搅拌桩钻头在500mm左右，钻头过大，导致传统的水泥搅拌桩无法钻穿这层块石层），这就使得有些项目退而求其次，采用强夯法（强夯法是使用重锤击打场地的上层填石层，使其挤密），而强夯法处理深度影响力度无法达到淤泥层，导致淤泥软土层工后沉降过大，影响道路及构筑物的正常使用。
本工法将现有的水泥搅拌桩的钻头缩小，搅拌机的钻头叶片在钻头下钻时可收起（专利名称：搅拌钻头及搅拌桩机，专利号：ZL2014 2 0584597.4），这样其下钻过程中，与土层的接触大大减小，就可以穿过块石层，不会发生因叶片碰到块石而钻不下去的情况出现。钻至预定深度后，用油压泵加压，使叶片展开，喷出水泥浆，与被搅动过的土体形成水泥浆加固土增强地基承载力，作为道路或构筑物的持力层。
【关键词】软基处理；可开启式钻头；水泥搅拌桩；专利工法 填石层
一、工程概况
珠海高栏港主航道水深达-18.8m，是珠三角建港条件最好的港口，能够满足海洋工程装备制造项目进出港口的水深要求。为满足港区发展需要的建设用地，进行了大量的填海工程，使用的填料多是开山石料，承载能力强。但是由于沿海地区普遍存在大范围的深厚淤泥层，其工程性质很差、承载力极低、压缩性大，没有经过软基处理的天然地基无法作为道路、构筑物的基础使用。
传统上，对具有深厚淤泥层的区域进行软基处理，广泛采用水泥搅拌桩（或CFG桩）复合地基法、堆载预压法、强夯法等方法。但是，填海所用的基本为大粒径填料（厚度一般在3m～8m左右），这些传统方法处理表层有大粒径填料的淤泥软弱地基，受到了很大的限制基本无法采用，主要是由于填海层中的大粒径填料（粒径一般在50cm～80cm）的存在，阻碍了水泥搅拌桩钻头的钻入或塑料排水板的插打，如果采用强夯法，则其夯击的能量仅能传递到表层、无法解决深层淤泥沉降问题，为此，必须对设计思路及相关机械设备进行改进，才能进行软基处理工作。
二、地质条件
高栏港填海区域建设场地，上部为3m～8m厚开山石料（粒径一般在50cm～80cm），其下为淤泥及淤泥质土，间夹粉质粘土，总厚度约20m，为软弱层，下覆淤泥质粘土、粘土、中砂层等。
①人工填土层，主要为开山石料，夹杂黏土、砂质黏土等，孔隙较大，不密实，揭露层厚为2.80～8.25m，粒径一般在50cm～80cm，场地内均有分布。
②淤泥，灰黑色、流塑为主、饱和、具腥臭味。主要成份为粘粒，含腐植质及少量贝壳碎屑。干强度中等，韧性低。该层场地内分布广泛，场内钻孔均揭露到该层，揭露层厚为15.50～20.70m，平均23.60m。
③淤泥质土，灰褐色、湿、软塑、主要由粘粒组成、局部夹少量粉细砂。含腐植质及贝壳碎屑，具腥味臭。该层场地内分布广泛，场内钻孔均揭露到该层，揭露层厚为2.20～25.50m，平均11.30m。
④粉质粘土，褐红、褐黄、灰黄色，可塑，湿。成份以粘粒为主，粉粒为次，粘性一般～较好。土质较均匀～不均匀，局部含较多砾、粗粒。该层场地内分布较广，揭露层厚为1.00～35.80m，平均10.00m。
三、地基评价
由于场地地质较弱、下覆淤泥、淤泥质粘土层物理力学指标较差，且具有高压缩性、高含水量及触变性，不可作为基础持力层，必须进行处理方可使用。
抗震设防烈度为7度。设计基本地震加速度值为0.10g，设计地震分组为第一组，地基土特征周期为0.45s。道路建设场地普遍分布有厚层的淤泥、淤泥质粉质粘土等软弱土层，且分布轻微～中等液化冲填土层，该场地为抗震不利地段，应进行抗震设防。
四、可开启式钻头处理深层淤泥控制工后沉降
4.1处理思路：对淤泥层进行软基处理的主要目的是为了解决高压缩性、沉降量较大的问题，因此采用注入水泥浆液到软弱土层中（淤泥层、淤泥质土层），与软弱土层进行搅拌拌合，形成水泥浆+原状土的“类混凝土”，水泥固化后，形成坚固的地基，作为道路或其他构筑物的持力层，可以降低淤泥层正常固结。
4.2主要使用的设备：传统水泥搅拌桩机钻头的注浆叶片是固定的，下钻时，钻头呈“一”字型，与地面接触面积大，故而入地阻力也大，尤其是在上层土层为大粒径石块时，根本无法钻下去。
本软基处理方案采用注浆叶片可开启式钻头（专利名称：搅拌钻头及搅拌桩机，专利号：ZL2014 2 0584597.4）进行深层淤泥层的注浆加固，是主要针对上层填土为大粒径土石填料时，需要对下敷软弱土层进行喷浆加固处理而提出的改进型钻头。
4.3成效：目前，围海造陆地区均是采用较为便宜的大粒径开山石料作为填料的，传统的水泥搅拌桩钻头（注浆叶片固定式）无法钻入这一层，从而就无法对下敷的淤泥土软弱层进行喷浆地基加固处理。经过对钻头改进后，设置注浆叶片可开启式水泥搅拌桩机钻头，可在钻入上层大粒径填石层时，先收起注浆叶片，钻穿这一层后，边提升钻头边通过液压装置使注浆叶片展开，喷浆搅拌土体，加固地基。另外，在叶片上通过开孔的形式设置注浆口，沿叶片旋转轴至叶片端头共设置数个圆形注浆孔，孔径15mm到40mm不等，远离旋转轴的直径大，靠近旋转轴的直径小，这样可以确保每个注浆孔的喷浆量大体相当，通过等量注浆形成喷搅均匀的水泥加固土，可以更高质量的成桩，更好的加固地基。
本钻头可以较好的应用于上层为大粒径填土的场地进行软地基处理。
五、表层填石层进行低能量强夯，主要形成表层硬壳层
表层填料为大粒径开山石，密实度较低，为确保提供一个稳定的基础，在道路或其他构筑物建设前，采用低能量强夯法对场地进行全范围夯击，以形成一个硬壳层作为路基或基础使用。
六、深层淤泥软土层-水泥搅拌桩复合地基、表层填石层-低能量强夯法
此类地基处理涉及到的工艺有两个：第一，对深层的淤泥层进行水泥搅拌桩法软基处理，形成复合地基，减少沉降；第二，对表层填石层进行低能量强夯法，挤密土层，形成一个表层的硬壳层，满足承载力的要求。
传统钻头（注浆叶片固定式水泥搅拌桩机钻头）在遇到填土层为大粒径填土时，由于叶片的阻挡，造成钻头根本无法钻入土层，从而这类场地的软基处理便不能采用水泥搅拌桩法进行加固处理，减少了这一传统工艺的适用范围。通过设置注浆叶片可开启式的水泥搅拌桩钻头，扩大了水泥搅拌桩软地基加固处理工艺的适用范围，能很好的适用于上层填土为大粒径填土的场地进行软弱地基的加固处理。
结束语
通过对传统的水泥搅拌桩钻头进行改造，形成一种注浆叶片可开启式的新型钻头，避免钻头无法钻入表层填石层问题，扩大了水泥搅拌桩适用地质的范围，结合表层填料的低能量强夯，形成一种可靠的施工工艺，同时降低了工程造价，可以得到较好的经济效益。
参考文献：
[1]专利名称：搅拌钻头及搅拌桩机；申请号：201420584597.4；专利号：ZL2014 2 0584597.4；授权公告日：2015年1月14日；专利权人：韩文。
[2]《建筑地基处理技术规范》JGJ79- 2002。
[3]《建筑地基基础设计规范》GB50007- 2002。
[4]《港口工程地基规范》JTS147-1-2010。
作者简介：
韩文（1986-），男，道路桥梁与渡河工程专业，市政路桥设计工程师，广东科学技术职业学院专任教师，主要从事道路桥梁、市政工程等教学、研究。
论文作者:韩文
论文发表刊物:《工程建设标准化》2016年7月总第212期
论文发表时间:2016/9/18
标签：钻头论文; 淤泥论文; 粒径论文; 土层论文; 地基论文; 叶片论文; 水泥论文; 《工程建设标准化》2016年7月总第212期论文;