港口工程地基處理應用

孫雪

大連港口設計研究院有限公司 遼寧大連 116001

1 地基處理原則

（1）穩(wěn)定問題。建（構）筑物在荷載作用下，地基土體能否保持穩(wěn)定。（2）變形問題。地基土體產(chǎn)生的變形（包括沉降，或水平位移，或不均勻沉降）是否超過相應的允許值。（3）滲透問題。蓄水構筑物地基滲流量是否超過其允許值，地基中水利比降是否超過其允許值。當天然地基不能滿足上述三個方面的要求時，需要對天然地基進行地基處理。

2 港口工程常見不良地基土

2.1 軟粘土

軟粘土也稱軟土，是軟弱粘性土的簡稱。常見的軟弱粘性土是淤泥和淤泥質土。由于其高粘粒含量、高含水量、大孔隙比，因而其力學性質也就呈現(xiàn)與之對應的特點-低強度、高壓縮性、低滲透性、高靈敏度。港口工程中道路堆場，碼頭岸壁多建于軟土地基上，常用的地基處理方法有預壓法、攪拌法等。（1）預壓法。按預壓方法分為堆載預壓法及真空預壓法。預壓法適用于處理淤泥、淤泥質土、沖填土等飽和黏性土地基。當軟土層厚度小于4m時，可采用天然地基堆載預壓法處理，當軟土層厚度超過4m時，應采用塑料排水帶、砂井等豎向排水預壓法處理。對真空預壓工程，必須在地基內設置排水豎井。由于預壓目的不同，需要采用不同的預壓方式。如果利用預先荷載加壓，能夠減少建筑物的沉降量；如果利用建筑物本身的荷載分級加荷進行預壓，能夠增加地基強度和提高地基的承載能力。砂井預壓法是在軟土層中按一定距離設置砂井來改變軟土層的排水邊界條件，該方法可以加速軟土的固結，縮短預壓時間。（2）深層攪拌法。深層攪拌法目前分“干法”的粉噴樁法和“濕法”的旋噴注漿法。該方法通過水泥、石灰等建筑材料的固化劑，運用深層攪拌機械對各種材料進行攪拌，使得固化物和軟土攪拌均勻，從而產(chǎn)生一系列的物理或者化學反應，使軟土硬結成水泥（或石灰）土樁（柱）體或連成地下樁排，使之成為具有整體性和一定度的復合地基，這樣就能夠使得軟土強度大大高于天然強度，其壓縮性、滲水性比天然軟土大大降低。該方法適合于各種成因的軟土層，尤其是對于厚度較大的飽和軟黏土[1]。

2.2 人工填土

人工填土按照物質組成和堆填方式可以分為素填土、雜填土和沖填土三類。素填土是由碎石、砂或粉土、黏性土等一種和幾種組成的填土，其中不含雜質或含雜質較少。雜填土主要出現(xiàn)在一些工礦區(qū)內，是人們生產(chǎn)活動所遺留或堆放的垃圾土。沖填土是人為的用水力沖填方式而沉積的土。它的工程性質主要取決于沖填土的性質。其工程性質取決于顆粒組成、均勻性、排水固結條件以及沖填后靜置時間。針對以上特點，常用的地基處理方法有換填墊層法、強夯法等。

（1）換填墊層法。該方法是用物理力學性質較好的巖土材料置換天然地基中的部分或全部軟土層，并分層夯實成低壓縮性的地基持力層。本方法適用于淤泥、淤泥質土、濕陷性黃土、素填土、雜填土等的淺層處理。換填材料可用中（粗）砂，級配良好的砂石、灰土、素土、石屑或煤渣等。換填法的作用，是提高持力層的承載力，改善土的壓縮性，減小地基變形。當軟弱土較薄時，可全部挖去；當軟弱土較厚時，可部分挖去?，F(xiàn)行的設計思路是將換填墊層作為基礎的持力層，利用基底附加應力在換填墊層中向下擴散時應力不斷減小的特點，選擇合適的墊層厚度，以達到軟弱下臥層頂面所受的壓應力不大于其容許應力的目的。

（2）強夯法。強夯法是以巨大的夯擊能將塊石或碎石夯穿軟土層，使之沉底形成樁或墩柱體，與軟土形成共同體以達到加固軟基的目的，從而使得地基得到加固，使得的土的壓縮性進一步縮小，增大了地基的強度。同時，也有加速固結沉降的效果。強夯置換法是采用在夯坑內回填塊石、碎石等粗顆粒材料，用夯錘夯擊形成連續(xù)的強夯置換墩。強夯置換法一般適用于高飽和度的粉土與軟塑-流塑的粘性土等地基上對變形控制要求不嚴的工程。強夯法主要適用于對地基沉降要求高，而且承載力大，軟土層厚低飽和度的場地。例：某集裝箱場地，地質情況為：上部為4m～6m的素填土，其下為6m～7、5m的淤泥，淤泥層下部為可塑狀的殘積粉質黏土層。其處理方法是：定點強夯，強夯夯擊能采用3000kN.m，2遍“點夯”，1遍滿夯；地基處理結束，場地平整后，地基承載力不小于150kPa，土基頂面回彈模量大于30MPa。

（3）飽和松散砂土。粉砂或細砂地基在靜荷載作用下常具有較高的強度。但是當振動荷載(地震、機械振動等)作用時，飽和松散砂土地基則有可能產(chǎn)生液化或大量震陷變形，甚至喪失承載力。對這種地基進行處理的目的就是使它變得較為密實，消除在動荷載作用下產(chǎn)生液化的可能性。常用的處理方法有擠密法、振沖法等。擠密法：振密、擠密法有表層原位壓實法、強夯法、振沖密實法、擠密密實法、爆破擠密法和土樁、灰土樁等多種方法；采用一定措施，通過振動和擠密使深層土密實，使地基土孔隙比減小，強度提高。主要途徑是通過望土中打入樁管成孔，并把填入孔中的礫石等材料搗實。此種方法主要針對的是含砂粒、瓦屑的雜填土等較多的松散土地基，對于粘性大的飽和軟土地基不太合適[2]。

3 結語

通過對港口工程地基的處理，改良各種不良地基，使得滿足工程建設的需要。需求促進發(fā)展、實踐發(fā)展理論。地基處理的時候，不確定的因素多、問題復雜、難度大，要結合擬建區(qū)域內地基土的組成及力學性質等實際情況，采用不同的地基處理方法，保證工程建設的質量，加快工程建設的速度，節(jié)省工程建設的投資，取得良好的經(jīng)濟效益和社會效益。