淺論水運(yùn)工程軟基處理技術(shù)

陳曉明

【摘 要】經(jīng)過(guò)多年以來(lái)的不斷發(fā)展，我國(guó)的水運(yùn)工程軟基處理方法已經(jīng)積累了很多種，與此同時(shí)，新的方法、新的材料和新的工藝還在不停地涌現(xiàn)出來(lái)。到目前為止，我國(guó)的軟基處理發(fā)展經(jīng)歷了大致三個(gè)階段。第一個(gè)階段是二十世紀(jì)五十年代初期，軟基的加固方法主要采用換土法;第二個(gè)階段是二十世紀(jì)五十年代后期到六十年代末，軟基的加固方法主要以排水法作為代表;第三個(gè)階段是二十世紀(jì)七十年代后期，這個(gè)階段振沖置換的軟基加固方法在加固方法中占到了主導(dǎo)地位。目前，軟基的處理方法有很多，具體來(lái)說(shuō)，主要有強(qiáng)夯法、置換法、擠密法、排水固結(jié)法和注漿加固法等。文章就水運(yùn)工程軟基處理技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用做簡(jiǎn)要的分析與探討。

【關(guān)鍵詞】水運(yùn)工程;軟基處理;發(fā)展

【Abstract】After years of continuous development， China's water transport engineering soft foundation treatment methods have accumulated a lot， at the same time， new methods， new materials and new technology is still constantly emerging. So far， China's soft ground treatment development has gone through roughly three stages. The first stage is the early fifties of the twentieth century， the soft foundation reinforcement method is mainly used for soil replacement method; the second stage is the late twentieth century to the late sixties， the soft foundation reinforcement method mainly to drainage The third stage is the late 1970s， this stage of the vibration of the soft ground reinforcement method in the reinforcement method accounted for a dominant position. At present， the soft base of the treatment methods are many， specifically， there are dynamic compaction method， replacement method， squeeze method， drainage consolidation method and grouting reinforcement method. This paper analyzes and discusses the development and application of soft foundation treatment technology in water transportation engineering.

【Key words】Water transport engineering;Soft foundation treatment;Development

在水運(yùn)工程的建設(shè)過(guò)程之中，經(jīng)常會(huì)遇見(jiàn)通過(guò)粉土或者飽和粘土構(gòu)成的軟土地基，其壓縮性都很高，含水率也很大，并且其滲透性也很低，強(qiáng)度相對(duì)而言較弱。所以，必須要對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)的處理，才能使其達(dá)到建筑物對(duì)地基的要求。軟基技術(shù)的研究和開(kāi)發(fā)對(duì)于水運(yùn)工程的建設(shè)來(lái)說(shuō)，是十分重要的。近些年以來(lái)，我國(guó)許多關(guān)于軟基處理的技術(shù)都隨著工程建設(shè)的需要有了相應(yīng)的發(fā)展和進(jìn)步，目前在我國(guó)，水運(yùn)軟基的處理技術(shù)已經(jīng)逐漸地趨于多樣化，并且也在向著更加完善和成熟的方向發(fā)展。可以說(shuō)，我國(guó)已經(jīng)在水運(yùn)工程的軟基處理技術(shù)方面已經(jīng)初步形成了比較完整的體系。

1. 水運(yùn)工程軟基處理技術(shù)方法

1.1 換填法。

1.1.1 換填砂墊層法。換填石墊層法是最古老的，也是最簡(jiǎn)單的軟基處理技術(shù)。很多工程中都采用這種換填中砂和換填粗砂的方法，如果條件允許的話，也有填石渣或者填石塊的例子。一般來(lái)說(shuō)，砂墊層換填的厚度都不超過(guò)4米，水底下拋填砂的標(biāo)貫N可以達(dá)到六擊，如果加上水下振沖處理的話，N可以到達(dá)十八擊。

1.1.2 土工織物墊層方法。土工織物墊層方法是淺層地基處理方法中的一種，它需要在軟基表面鋪設(shè)一層土工織物，然后利用其補(bǔ)強(qiáng)、加筋、排水和應(yīng)力擴(kuò)散等綜合作用來(lái)將地基的承載力提升，并且對(duì)地基的變形進(jìn)行調(diào)整，這種方法常常和換填石墊層方法同時(shí)使用。

1.1.3 爆炸擠淤方法。

（1）這種方法需要在淤泥地基上先將石堤拋填出來(lái)，然后在石堤外緣的淤泥地基里埋上炸藥，當(dāng)炸藥被引爆的時(shí)候，淤泥就會(huì)被炸藥炸成流塑的形狀，然后被其強(qiáng)制地排除掉。接著，拋石堤會(huì)隨之坍塌下來(lái)，落在原來(lái)的淤泥處。

（2）這種方法最大的擠淤深度同炸藥的強(qiáng)度、淤泥的強(qiáng)度、淤泥的密度等因素有著密切的聯(lián)系。一般情況下，如果淤泥的強(qiáng)度較小，利用當(dāng)前的這種施工工藝和常規(guī)的炸藥，其擠淤的深度最大可以達(dá)到16米。這種方法的施工工藝非常簡(jiǎn)單，工程的造價(jià)也很低，而且其施工的速度比較快，這對(duì)于像淤泥類的軟土層特別適用。

1.2 排水固結(jié)方法。

排水固結(jié)方法是軟基處理方法中的一種最基本方法，它的基本原理是，利用飽和的軟粘土通過(guò)外荷作用壓密、排水以后其密度仍然不變的這一性質(zhì)，對(duì)軟土的地基進(jìn)行預(yù)壓和加固，這種加固方法是一種物理加固的方法。如果需要加固的軟土地基太深，或者其滲透性不好，那么，為了提高其地基的固結(jié)速度，一般來(lái)說(shuō)，會(huì)在地基中垂直打設(shè)一條排水通道。

1.3 水泥深層拌合法。

這種方法需要將水泥硬化材料注入到地基當(dāng)中，然后用特制的攪拌機(jī)械將其同原地基土就地進(jìn)行拌合，使其將軟弱的地基快速的加固，這是一種化學(xué)加固的方法。加固快速、加固強(qiáng)度高、無(wú)棄土、無(wú)噪音、無(wú)污染是水泥深層拌合法的最大特點(diǎn)。它可以在軟基中用專用的拌合設(shè)備對(duì)壁式的、塊式的、格式的、樁式的拌合體進(jìn)行拌置，適用于各種大型建筑物的地基建設(shè)。

1.4 復(fù)合地基處理法。

將采用拌入法施工的由樁土共同作用的水泥碎石樁、水泥攪拌樁、石灰樁等混凝土樁統(tǒng)稱為復(fù)合地基。這種方法需要樁體來(lái)承受大部分的荷載，而樁間土只需要承受部分的荷載，它能夠迅速進(jìn)行施工，并且具有高承載力和小殘余變形的特點(diǎn)。這種方法不僅可以在水運(yùn)工程中廣泛的運(yùn)用，還可以廣泛的運(yùn)用到水利、鐵路、公路、工民建、市政等地基的處理工程當(dāng)中。

2. 對(duì)水利工程軟基處理技術(shù)的建議

筆者根據(jù)現(xiàn)實(shí)情況，依照幾個(gè)主要的軟基處理方法中所存在的問(wèn)題簡(jiǎn)單地提出以下幾點(diǎn)建議：

（1）在軟基筑堤的過(guò)程中，土工織物墊層能夠很容易的將填土的高度提高，但是，其沉降計(jì)算的結(jié)果還有穩(wěn)定分析等都與現(xiàn)實(shí)的情況存在著一些差距。為此，我們需要對(duì)其進(jìn)行系統(tǒng)的研究，將墊層的強(qiáng)度、軟土地基的厚度等一些主要的因素對(duì)破壞模式所造成的影響進(jìn)一步探明，然后再尋找出一個(gè)合理有效的沉降估算和穩(wěn)定分析的方法。

（2）對(duì)于堆載預(yù)壓法的施工效率和加固質(zhì)量進(jìn)行深入的研究，以確保地基的穩(wěn)定性和可靠性。當(dāng)前，在很多工程中，其控制施工速度的水平位移值和沉降值都和實(shí)際不相符合。為此，在對(duì)理論進(jìn)行探討的同時(shí)還應(yīng)該多注意對(duì)一些經(jīng)驗(yàn)和資料的積累、認(rèn)識(shí)，從而盡快的將問(wèn)題解決。

（3）需要對(duì)鋪膜和鋪膜機(jī)械進(jìn)行研究，將手工操作徹底的替代，將真空預(yù)壓的機(jī)械化水平再提升一個(gè)水平，使我們參與國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)的實(shí)力再上升一個(gè)層次。對(duì)于水下真空的預(yù)壓技術(shù)應(yīng)該盡早的進(jìn)行完善，無(wú)數(shù)的實(shí)踐和相關(guān)的理論都可以證明，因?yàn)樗畨旱淖饔茫抡婵疹A(yù)壓可以收獲到更大的預(yù)壓荷重，對(duì)于港口工程的防波堤建設(shè)，具有十分重要的意義。

（4）在真空預(yù)壓的作用下，需要對(duì)軟土的最終沉降量及軟土強(qiáng)度的變化情況做出合理的估算，需要特別提示的是，對(duì)于負(fù)側(cè)向變形影響的問(wèn)題還需要進(jìn)一步進(jìn)行探討，只有這樣，才能夠使設(shè)計(jì)理論更加的合理和完善。

（5）對(duì)于市政工程使用其技術(shù)來(lái)說(shuō)，真空預(yù)壓對(duì)于加固區(qū)周邊地面的建筑物、周邊地質(zhì)環(huán)境的影響程度以及影響范圍及其防護(hù)措施，具有十分重要的意義。如果這一問(wèn)題得到解決，那么這項(xiàng)技術(shù)就可以在較大的范圍內(nèi)進(jìn)行推廣和使用。

（6）目前，我國(guó)水泥深層拌合設(shè)備的計(jì)量、記錄、監(jiān)控裝置尚不完善，這是導(dǎo)致我國(guó)水泥拌合質(zhì)量不高的最根本原因。為此，我國(guó)需要引進(jìn)適合國(guó)情的裝備，并且要隨著時(shí)間的發(fā)展和技術(shù)的進(jìn)步，不斷地將其改進(jìn)和完善，使我國(guó)的拌合技術(shù)達(dá)到更好的水準(zhǔn)。

3. 結(jié)語(yǔ)

近些年來(lái)，隨著社會(huì)的進(jìn)步和技術(shù)的發(fā)展，我國(guó)在水運(yùn)工程軟基處理方面的技術(shù)已經(jīng)有了很大的發(fā)展和進(jìn)步。其中，也引進(jìn)了很多實(shí)用性很強(qiáng)的技術(shù)，包括水泥深層拌合法、真空預(yù)壓法以及水上振沖法等，可以說(shuō)，我國(guó)在這一領(lǐng)域已經(jīng)積累了很多寶貴的、實(shí)用性很大的經(jīng)驗(yàn)，這是我國(guó)在水運(yùn)工程的軟基處理方面初步形成了一套比較完整的體系。這可以為水運(yùn)工程的軟基處理提供許多加固的方法，從而在更大的程度上滿足工程建設(shè)的需要。但總體來(lái)說(shuō)，我國(guó)水運(yùn)工程的軟基處理技術(shù)依然還存在著裝備較落后、能力不足的問(wèn)題，通過(guò)相關(guān)的技術(shù)研究和設(shè)備引進(jìn)，軟基處理能力將逐步等到提高，可以更好地為社會(huì)創(chuàng)造更多價(jià)值。

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