淺談圍墾工程的軟土地基處理

【摘要】沿海灘涂是一種重要的土地再生資源，在保護(hù)環(huán)境、維持海洋生態(tài)平衡的前提下對(duì)其進(jìn)行開發(fā)，重構(gòu)海陸變遷，已成為沿海解決土地緊張、拓展發(fā)展空間、保障用地紅線、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的重要手段，開發(fā)沿海灘涂的途徑之一就是進(jìn)行圍墾，而圍墾工程中的海堤的基礎(chǔ)處理是工程建設(shè)中的重中之重，處理好海堤基礎(chǔ)是保證圍墾工程建設(shè)質(zhì)量和安全的根本。

【關(guān)鍵詞】圍墾；軟土地基處理；設(shè)計(jì)；施工

1、軟土地基處理的目的

地基一般分為硬基和軟基，軟基又分為砂礫石地基和淤泥質(zhì)地基，而圍墾工程的地基基本為淤泥或含沙淤泥質(zhì)土，是典型的軟基，具有天然含水量高、抗剪強(qiáng)度低、層狀分布復(fù)雜、壓縮性高、固結(jié)時(shí)間長、透水性差、土各層之間物理力學(xué)性質(zhì)相差較大等特點(diǎn)。軟土地基處理的目的是利用換填、夯實(shí)、擠密、排水、膠結(jié)、加筋等工程措施提升土體的抗剪強(qiáng)度、降低地基土的壓縮性等不良物理力學(xué)特性，達(dá)到改良地基土的目的。

2、圍墾工程地基處理常用措施及相互比較

軟土地基的強(qiáng)度低，固結(jié)慢、變形大是它的典型特點(diǎn)，在軟土地基上修建建筑物較為突出的問題是穩(wěn)定與沉降位移變形，由于軟基含水量較大，其很難在較短的時(shí)間內(nèi)達(dá)到較好的壓實(shí)要求和相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，因此施工進(jìn)度與施工質(zhì)量密切相關(guān)，而且地基處理、碾壓要求等施工質(zhì)量高，監(jiān)管難度大。

目前海堤基礎(chǔ)處理方式主要有插打塑料排水板固結(jié)法、拋石鎮(zhèn)壓層法、爆炸擠淤法、水泥攪拌樁、振沖碎石樁、PHC樁、土工織物加筋等方法，以及在圍涂工程中正在嘗試應(yīng)用的薄壁筒樁、PCC樁法。

由于圍墾工程堤身較高、地基透水性差，且涂面深、施工難度大成本較高，一般不推薦采用；拋石鎮(zhèn)壓層法、土工織物加筋是早期、簡單的地基處理方法，適用于堤身矮小、基礎(chǔ)應(yīng)力小的堤壩工程，且后期沉降多難以準(zhǔn)確預(yù)測和控制，對(duì)于海堤堤身超過10米以上的的軟土地基處理也不常用；振沖碎石樁是利用振沖器邊振邊沖從而在地基中成孔，再在形成的孔內(nèi)分層填入碎石等材料制成樁體，使原來的粘性土和樁體構(gòu)成復(fù)合地基，該復(fù)合地基的壓縮性小，承載力高，工后沉降少，施工進(jìn)度加快，但石方用量也增大，樁只適用于不排水抗剪強(qiáng)度15～50kpa的軟黏土，對(duì)于淤泥、淤泥質(zhì)土的不排水抗剪強(qiáng)度在在10kpa以下的，由于處理難度很高，一般不推薦采用；預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁（簡稱PHC樁），是在近些年高性能混凝土（HPC）和預(yù)應(yīng)力技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。是專業(yè)工廠里采用先張法預(yù)應(yīng)力和離心成型工藝，經(jīng)過蒸壓養(yǎng)護(hù)而制成的一種空心圓筒體的等截面構(gòu)件，構(gòu)建運(yùn)達(dá)施工現(xiàn)場后，通過靜壓或錘擊的方法沉入地下作為基礎(chǔ)。但如果海堤堤基涂面過深，則樁基打設(shè)難度將大大提高，預(yù)制樁的樁長及打設(shè)機(jī)具、打設(shè)難度等限制了PHC樁的應(yīng)用；薄壁筒樁、PCC樁復(fù)合地基為大直徑現(xiàn)澆混凝土管樁，該技術(shù)在龍門支架和設(shè)備底盤的支撐下，依靠上部振動(dòng)頭的振動(dòng)力，將雙層同心鋼質(zhì)套管組成的空腔結(jié)構(gòu)及焊接成一體的下部活瓣樁靴沉入預(yù)定的設(shè)計(jì)深度，形成地基中空的環(huán)形空腔區(qū)域，隨后在空腔區(qū)域內(nèi)均勻灌注混凝土，振動(dòng)之后拔管，使注于內(nèi)管中與外部的土體之間形成管樁。由于其施工的特殊性對(duì)該工法打樁機(jī)具及打樁船要求極高，施工經(jīng)驗(yàn)不成熟，難度很大，且沉樁后混凝土的質(zhì)量檢測難度大。

而沿海相對(duì)用的較多的是塑料排水板方案和爆破擠淤方案，塑料排水板方案是在軟土地基中垂直插入特制塑料排水板，然后在堤基表面鋪設(shè)一層碎石排水墊層，通過水平和垂直方向排水，提高排水固結(jié)的速度，從而使地基土的力學(xué)特性在短時(shí)間內(nèi)獲得提升，并使軟土地基的大部分沉降在施工期和基準(zhǔn)期內(nèi)完成；爆破擠淤最初采用的是爆炸排淤填石法，它是在淤泥質(zhì)軟基中埋放炸藥，在起爆瞬間，拋石體隨即坍塌沖填爆炸產(chǎn)生的空腔，從而達(dá)到置換淤泥的目的，其處理深度一般控制在12m以內(nèi)。近年來，爆炸置換技術(shù)得到了長足發(fā)展，基于相關(guān)計(jì)算，發(fā)展出了爆炸擠淤置換法，炸藥爆炸產(chǎn)生的巨大推力將淤泥擠出，與此同時(shí)拋石體填入淤泥留下的空間，使得置換深度得到了很大提高，置換深度已達(dá)30m。該法工后沉降小，施工進(jìn)度快，但石方用量大，存在著小范圍的環(huán)境影響。而在施工技術(shù)方面，塑料排水板法施工比較簡單，使用歷史比較長，技術(shù)相對(duì)可靠，投資比較節(jié)省，對(duì)環(huán)境影響很小，施工經(jīng)驗(yàn)豐富，低潮位水下施工也較為方便，在沿海圍墾工程中應(yīng)用廣泛，其較為適合處理軟基1.0-2.0倍壩高深度。爆破擠淤法雖然自80年代試驗(yàn)成功，隨后在港口和圍填海工程中得到廣泛應(yīng)用，但技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和安全要求高，必須由專業(yè)技術(shù)和安全團(tuán)隊(duì)承擔(dān)，如果軟弱地層至持力層的深度較大，鉆探未穿透，采用爆破擠淤工程量將十分浩大，如僅進(jìn)行淺層爆破擠淤，其效果不徹底，沉降差仍會(huì)較大，而如處理深度過深，則其投資較大，還存在隱蔽工程監(jiān)管和檢測難的問題；施工進(jìn)度方面，爆破擠淤法只要備料充足，施工進(jìn)度優(yōu)勢將十分明顯；環(huán)境影響方面，由于爆破擠淤法在爆炸時(shí)產(chǎn)生噪音和震動(dòng)，而且需要石方量較大，對(duì)海洋環(huán)境影響要比其它基礎(chǔ)處理方案大，而且連接段海堤都會(huì)產(chǎn)生不同程度的影響，同時(shí)爆破引起的硝酸物溶于水和土中，對(duì)海域生態(tài)環(huán)境影響十分不利；工程管理上，由于爆破擠淤施工采用炸藥，且用量較大，工程安全生產(chǎn)責(zé)任重大，施工時(shí)需要要專人、專船壩頭周邊進(jìn)行警戒、看護(hù)，而且對(duì)臨近建筑物有影響，施工管理相對(duì)比較麻煩。

3、結(jié)論

軟土地基的處理方法多種多樣，相關(guān)的研究也一直在快速發(fā)展。地基處理的主要目的是增加地基穩(wěn)定性，所以水利工程技術(shù)人員必須意識(shí)到軟土地基的危害性，認(rèn)真學(xué)好和做好相關(guān)地基處理相關(guān)理論和實(shí)踐知識(shí)，并根據(jù)不同的的情況，不同的要求，采取切實(shí)可行的方案，同時(shí)還應(yīng)收集工后沉降數(shù)據(jù)，積累經(jīng)驗(yàn)，為今后的施工和技術(shù)研究打下基礎(chǔ)。

總而言之，軟土地基處理是個(gè)系統(tǒng)工程，在圍墾工程中還應(yīng)結(jié)合工程技術(shù)難度、料場供應(yīng)、地質(zhì)條件、工程造價(jià)、工期要求和環(huán)境保護(hù)等因素，按照因地制宜的原則進(jìn)行充分論證，從而更加合理的選用軟土地基處理方案。

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