淺析港口工程建設(shè)中不良地基處理方法

季俊仁 莫建兵 尹云飛

摘 要：由于港口建設(shè)環(huán)境的特殊性，其土壤基層由于長(zhǎng)年累月受到水流的侵蝕，極易發(fā)生基層沉降的情況，也就是所謂的軟土地基，因此港口地基施工具有較大的難度。地基樁基礎(chǔ)施工在港口地基施工中應(yīng)用較為廣泛，對(duì)于軟土地基的施工方法和樁基礎(chǔ)施工技術(shù)，文章進(jìn)行了詳盡闡述。

關(guān)鍵詞：軟土地基；裂紋修補(bǔ)；施工技術(shù)

1 什么是軟土地基以及軟土地基對(duì)水利工程造成的不良影響

在瀕臨水域周邊建設(shè)的施工工程，其地基施工土層多為軟土，港口施工工程也不例外。軟土地基一般是指土質(zhì)結(jié)構(gòu)松散，土壤顆粒間空隙大，符合力低的土層結(jié)構(gòu)，位于水邊的軟土地基多為淤泥和腐敗沉積物的結(jié)合體。港口施工中軟土地基的特點(diǎn)可以歸納為如下幾點(diǎn)：首先，含水量高。由于港口所處的施工位置較為特殊，其土壤基層長(zhǎng)期受到水流浸泡和腐蝕，因此，軟土地基的含水量很高。其次，結(jié)構(gòu)松散，壓縮性高。軟土地基本身的結(jié)構(gòu)就十分松散，縫隙大，在受到外力的作用下極易發(fā)生形變，具有極高的可塑性，相對(duì)而言，結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性就偏低。再次，承載力低。由于軟土地基的抗壓力差，所以在施加一定壓力后必然會(huì)導(dǎo)致土層壓縮，發(fā)生不均勻沉降。

由于軟土地基具有上述不良特性，而這些不良特性又會(huì)對(duì)工程施工質(zhì)量造成嚴(yán)重危害，所以在港口建設(shè)的地基施工中，要尤其注意以下幾方面：（1）在施工前，必須要仔細(xì)全面的進(jìn)行地基環(huán)境勘探，確定軟土地基的實(shí)際情況，并做出科學(xué)的施工方案設(shè)計(jì)。（2）軟土地基的程度確定后，要根據(jù)設(shè)計(jì)方案采取相應(yīng)的地基處理措施，軟土地基的結(jié)構(gòu)和特性決定了其極易由于上層結(jié)構(gòu)施加的壓力而發(fā)生形變，影響地基的載重能力，導(dǎo)致地基產(chǎn)生沉降現(xiàn)象，輕則使地基下方開(kāi)裂進(jìn)水，最為嚴(yán)重的情況就是會(huì)使港口整體建筑坍塌，造成人員和財(cái)產(chǎn)的損失。

2 施工步驟以及施工技術(shù)手段介紹

2.1 基礎(chǔ)處理設(shè)計(jì)

軟土地基基礎(chǔ)中所夾淤泥質(zhì)的黏土范圍一般比較廣且埋藏深度較大，在這樣一種狀況下如果想將其全部挖出的話無(wú)疑在工程量以及資金的投入上有著較大的不足，且會(huì)很大程度地延長(zhǎng)工期，除此之外，在某些實(shí)際的施工現(xiàn)場(chǎng)也有可能本身就沒(méi)有可以堆放挖除物的位置。

2.2 基礎(chǔ)處理結(jié)果

在上述基礎(chǔ)處理實(shí)驗(yàn)完成以后，要在實(shí)際施工過(guò)程中來(lái)對(duì)整個(gè)基礎(chǔ)進(jìn)行三期的鉆探取樣檢測(cè)試驗(yàn)，這樣三個(gè)檢測(cè)試驗(yàn)在施工的過(guò)程中也需要有準(zhǔn)確有效的定點(diǎn)位置，從前往后依次是砂井施工完成以后、壩體填筑至一定高程以后以及壩體填筑至新的給定高程以后。在檢測(cè)的過(guò)程中需要用到多種檢測(cè)手段，主要是包括鉆探、原位測(cè)試和室內(nèi)土工試驗(yàn)。

2.3 軟土處理的計(jì)算

地基的總體沉降量實(shí)際上就等于單向壓縮分層的總和，這樣一個(gè)總和在計(jì)算的過(guò)程中有具體的計(jì)算公式來(lái)對(duì)其進(jìn)行確定。在實(shí)際的港口工程施工中，沉降達(dá)到穩(wěn)定所需要的實(shí)際時(shí)間是非常長(zhǎng)的，因此在施工的過(guò)程中就有必要給出填土過(guò)程中擬定加荷的過(guò)程曲線，這主要是希望能夠?qū)Τ两惦S時(shí)間的變化得到一個(gè)量化的認(rèn)識(shí)和把握。一般情況下，壩軸線位置的基地隨著地基的固結(jié)能夠達(dá)到的最大沉降量保持在1.4m左右。

3 軟土地基出現(xiàn)裂縫的情況及修補(bǔ)方法

3.1 分析導(dǎo)致裂縫產(chǎn)生原因的步驟

在對(duì)裂縫的形成原因進(jìn)行分析時(shí)至少需要經(jīng)過(guò)兩個(gè)最為基本的步驟：（1）要進(jìn)行鉆探取樣檢測(cè)，在檢測(cè)的結(jié)果中發(fā)現(xiàn)，采用砂井排水固結(jié)法對(duì)于軟基的處理無(wú)疑是有著非常顯著的作用和效果的，但是軟土本身則還是處于流塑狀態(tài)的；（2）電測(cè)探法的檢測(cè)，也就是在試驗(yàn)的過(guò)程中采用三級(jí)電測(cè)深剖面法來(lái)檢查該裂縫的走向。

3.2 如何對(duì)裂縫進(jìn)行有效的修補(bǔ)

軟土地基在施工過(guò)程中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)裂縫情況，裂縫如不及時(shí)假體修補(bǔ)，將可能持續(xù)開(kāi)裂，直至影響整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。對(duì)于裂縫的處理要根據(jù)不同原因采取不同修補(bǔ)方案，但主要操作都是要先將周?chē)沫h(huán)境保持在干燥的條件下，然后進(jìn)行內(nèi)部結(jié)構(gòu)的加固和空隙的填補(bǔ)，再對(duì)地基表層進(jìn)行注漿加固處理，地基裂縫的填補(bǔ)屬于二次返工操作，施工難度較大，為了防止裂縫的產(chǎn)生，在地基加固初期就應(yīng)該將地基加固施工做到位，以免埋下質(zhì)量隱患。

4 改良地基條件的主要施工技術(shù)

4.1 水泥粉煤灰碎石樁

該種樁基礎(chǔ)施工方法是通過(guò)將水泥，碎石和粉煤灰按照一定的添加比例進(jìn)行配置，制作成樁基的一種地基加固方法。水泥粉煤灰碎石樁具有施工成本低廉，應(yīng)用范圍廣，施工效果好等特點(diǎn)，因此被廣泛應(yīng)用在軟土地基的加固施工當(dāng)中。在施工時(shí)要注意如下兩點(diǎn)問(wèn)題，一是要嚴(yán)格控制施工環(huán)境的溫度，確保不低于五度，二是成樁之間距離和垂直度要保證，不要發(fā)生太大偏差。在實(shí)際操作過(guò)程中，主要包括沉管注漿和泵送注漿兩種途徑。沉管注漿先要進(jìn)行設(shè)備的固定，確保設(shè)備的垂直性和穩(wěn)定性，使用設(shè)備將管道逐漸下入水中，并及時(shí)調(diào)整管道的位置，直到管道沉降到事先設(shè)計(jì)的高度；然后是漿液的投放，投料過(guò)程要在沉管完成后立即開(kāi)始，待注漿高度達(dá)到與管口標(biāo)高水平時(shí)進(jìn)行電動(dòng)振搗作業(yè)，振搗作業(yè)具有一定的時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)，振搗完成后，進(jìn)行拔管操作，拔管的速度要均勻緩慢。泵送注漿時(shí)要使用鉆機(jī)進(jìn)行鉆孔作業(yè)，鉆孔時(shí)要注意觀察鉆機(jī)頂端位置是否發(fā)生偏移一邊做出調(diào)整，鉆孔的速度和力度要適當(dāng)做出調(diào)整，以免發(fā)生設(shè)備的損壞。待鉆孔施工完成后，要進(jìn)行漿液入孔操作，灌注時(shí)使用泵送的方法將漿液注入鉆桿的內(nèi)部，并實(shí)施灌注。

4.2 預(yù)應(yīng)力管樁

預(yù)應(yīng)力管樁是軟土地基施工的另一種方法，在具體施工中，首先，要進(jìn)行管樁的質(zhì)量檢查，包括對(duì)管體厚度和密合度的檢測(cè)，要保證管體厚度偏差在一定范圍之內(nèi)，一旦發(fā)現(xiàn)裂縫問(wèn)題要及時(shí)更換或修補(bǔ)；其次，是管樁的沉降。管樁在沉降時(shí)要遵循如下步驟：沉降前要進(jìn)行水底情況的勘探，確定適合沉樁的位置，然后進(jìn)行機(jī)械吊樁和下樁作業(yè)，在此過(guò)程中，要保證樁體位置的準(zhǔn)確性，發(fā)現(xiàn)偏差要及時(shí)矯正。再次，是進(jìn)行樁體的下壓作業(yè)，此環(huán)節(jié)需要注意施加壓力的均勻程度。對(duì)于發(fā)生樁體高度不足的情況時(shí)，可以使用焊接方法進(jìn)行樁體的連接。預(yù)應(yīng)力混凝土管樁的施工主要有以下幾個(gè)方面的顯著優(yōu)勢(shì)：對(duì)持力層的變化狀況有相當(dāng)好的適應(yīng)力；形成的管樁長(zhǎng)度是不受工程施工中所使用的機(jī)械設(shè)備約束和限制的；預(yù)應(yīng)力混凝土管樁具有穿透能力強(qiáng)和抗擊打能力強(qiáng)的特點(diǎn)。預(yù)應(yīng)力混凝土管樁的施工方法有兩種，一種是錘擊法，另一種是靜壓法。錘擊法的優(yōu)勢(shì)在于其施工的速度較快，且質(zhì)量較高；而靜壓法在施工的過(guò)程中則能夠借助于壓樁機(jī)的自重和配重的重量來(lái)進(jìn)行科學(xué)的壓梁或者是壓柱，向管樁頂部或者是側(cè)面將整個(gè)的管樁夾住，以便于能夠較好的向管樁本身來(lái)施力，最終將管樁壓入到土體中去。在預(yù)應(yīng)力管樁施工完成以后還需要進(jìn)行相應(yīng)的檢測(cè)，在檢測(cè)的過(guò)程中普遍采用的是樁基高應(yīng)變法和低應(yīng)變法。

5 結(jié)束語(yǔ)

地基施工在建筑物的施工過(guò)程中占有絕對(duì)重要的地位，尤其是港口地基的施工，如果其地基施工操作不當(dāng)，將嚴(yán)重影響港口使用的安全性。為此，要針對(duì)港口軟土地基的特質(zhì)進(jìn)行綜合技術(shù)考量，選用最為適合的施工方法，提高港口地基施工的穩(wěn)固性，從而為整體工程打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，確保日后港口工程的順利竣工和投入使用。

參考文獻(xiàn)

[1]謝永強(qiáng).不良基礎(chǔ)在水利水電工程中的影響及處理方法[J].今日科苑，2008（22）.

[2]陶忠平.水利水電工程建設(shè)中不良地基基礎(chǔ)處理方法研究[J].水利水電技術(shù)，2007（12）.

[3]高淑紅.水利工程施工中地基處理技術(shù)探討[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2011（24）.

[4]戴建龍，毛地衛(wèi).淺析水利工程施工中土壩軟土地基處理方法[J].價(jià)值工程，2010（12）.

[5]何剛.淺談水利水電工程基礎(chǔ)處理的常用措施[J].城市建設(shè)，2011（02）.

第一作者簡(jiǎn)介：季俊仁（1994-），男，漢族，江蘇阜寧人，現(xiàn)為江蘇科技大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院學(xué)生，主要從事港口航道與海岸工程專(zhuān)業(yè)的學(xué)習(xí)研究工作。