淺析軟基處理工法在海堤工程中的應(yīng)用

李凡 中交二航局第一工程有限公司

1.引言

隨著我國經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展以及科學(xué)技術(shù)的成熟，海域的利用率不斷提升，海堤工程逐漸成為了我國的重點(diǎn)施工項(xiàng)目，對社會的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和城市現(xiàn)代化建設(shè)起到十分重要的作用。由于海堤工程受到風(fēng)浪和氣候因素的影響較大，軟基的處理存在較大難度，需要科學(xué)、合理的選擇處理工法進(jìn)行施工，以此才能保證工程的安全和穩(wěn)定開展。

2.工程概況

本工程地理位置位于海陽膠東半島南岸的乳山口與丁河口之間的鳳城區(qū)近岸海域，地理坐標(biāo)為東經(jīng)121°14′05.4″，北緯36°40′40.2″。該工程的防波提總長為8719m，圍海造地的面積為1萬畝，防波提全部為斜坡式防波提結(jié)構(gòu)，坡比為1：1.5。鳳城區(qū)地處北溫帶，屬大陸性海洋季風(fēng)氣候，四季分明，年平均氣溫為16.5℃，年平均降水量732.5mm。該工程的設(shè)計(jì)高水位為+3.88m；設(shè)計(jì)低水位為+0.40m。施工區(qū)域內(nèi)海底地勢平緩，西北高、東南低，地面標(biāo)高最大值4.10m，最小值-9.58m，相對高差13.68m，施工區(qū)域巖土層以淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土、細(xì)砂、黏土和砂巖為主，屬于軟土地基。

3.軟基處理工法在海堤工程中應(yīng)用的價(jià)值

近年來，隨著我國城市化進(jìn)程的高速發(fā)展，沿海城市對于灘涂資源的開發(fā)和利用獲得了良好的發(fā)展，并且取得了顯著的效果。但是，由于海堤工程的施工環(huán)境相較于陸地存在更多的風(fēng)險(xiǎn)和不確定因素，尤其是軟基的處理施工，存在很大的施工難度?？茖W(xué)、合理的選擇軟基處理工法可以有效的控制海堤工程的施工風(fēng)險(xiǎn)，在保證施工效率的前提下，可以最大限度的提高工程質(zhì)量，保證海堤工程的使用穩(wěn)定性和安全性。目前，針對海堤工程軟基的處理工法主要有深層攪拌工法、爆炸置換工法、堆載預(yù)壓工法以及振沖碎石樁軟基處理工法，在選擇軟基處理工法和設(shè)計(jì)施工流程的時(shí)候，施工人員需要對海堤工程的實(shí)際情況進(jìn)行全面、細(xì)致的勘察，需要結(jié)合工程概況、氣候條件、地質(zhì)條件以及工期和成本等進(jìn)行科學(xué)的選擇，以此確保海堤工程的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，減少軟基下沉失穩(wěn)的問題發(fā)生。

4.軟基處理工法在海堤工程中的應(yīng)用

（1）深層攪拌工法。深層攪拌工法即水泥攪拌樁軟基處理工法，該處理工法早在第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束以后就得到了世界各國的廣泛關(guān)注，并且逐漸走入了人們的視野，在很多的海堤工程施工中獲得了實(shí)踐應(yīng)用，應(yīng)用效果顯著。深層攪拌工法的軟基加固原理是：工程施工人員使用攪拌機(jī)械設(shè)備將水泥與海堤工程海底的軟土基質(zhì)進(jìn)行充分的攪拌，從而形成結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)固的水泥土。在海堤工程施工中應(yīng)用深層攪拌工法之前，施工方案設(shè)計(jì)人員需要對工程軟基的實(shí)際承載力進(jìn)行精準(zhǔn)的計(jì)算，同時(shí)要根據(jù)海堤的豎向荷載力，將兩者考慮在一起并計(jì)算出軟基新填土的自身重力，從而確保海堤工程基頂部位的荷載分布均勻。

深層攪拌工法的施工首先需要對攪拌設(shè)備進(jìn)行調(diào)平，并將攪拌樁下沉到具體的攪拌位置，水泥噴漿和攪拌操作同時(shí)進(jìn)行，時(shí)刻觀察攪拌設(shè)備的位置是否出現(xiàn)移動和偏差。然后，重復(fù)攪拌操作，確保水泥攪拌樁可以沉降到設(shè)計(jì)深度，滿足設(shè)計(jì)需求。最后，停止攪拌設(shè)備攪拌動作，在攪拌樁沉降到設(shè)計(jì)停漿點(diǎn)下部0.5m時(shí)，進(jìn)行攪拌設(shè)備提升操作，同時(shí)要給予設(shè)備及時(shí)的清潔處理，方面二次施工使用。深層攪拌工法具有操作簡單，成本低等優(yōu)勢，但是施工設(shè)備需求較多，工期比較長。

（2）爆炸置換工法。爆炸置換工法在海堤工程的軟基處理中應(yīng)用，就是利用爆炸的效能將軟土地基中的全部軟土置換為拋石體，拋石體自身具備的物理學(xué)性能能夠滿足海堤工程建筑物的地基需求，具有很好的穩(wěn)定性。爆炸置換工法通常應(yīng)用在海堤工程軟土地基厚度較大的情況，合理的應(yīng)用爆炸置換工法可以極大的縮短軟基的處理工期，處理后的軟基沉降變形量會不斷減小，處理后的軟基結(jié)構(gòu)相對安全穩(wěn)定。爆炸置換工法從置換方式的差別上進(jìn)行分類，可以分為控制加載爆炸擠淤法和爆炸排淤填石法。在選擇具體施工工法的時(shí)候，施工人員需要對海堤工程軟基的地質(zhì)條件和施工工藝進(jìn)行全面分析。其中，爆炸排淤填石法的材料主要是具有比較強(qiáng)松散性的混合材料，需要依賴周圍沒有被置換的軟基土壤，通過彼此結(jié)合形成具有較強(qiáng)穩(wěn)定性的聯(lián)合體。爆炸置換工法在具體應(yīng)用的時(shí)候，施工人員需要在海堤工程的外坡防護(hù)堤坡腳的位置設(shè)置大方腳，大方腳應(yīng)該位于爆炸堤心石的上方位置，并在大方腳的外側(cè)留下足夠?qū)挼陌踩雷o(hù)隔離帶。

（3）堆載預(yù)壓固實(shí)工法。在海堤工程的軟基處理施工中，堆載預(yù)壓固實(shí)工法是應(yīng)用十分廣泛的方法之一，可以有效降低海堤工程軟土地基結(jié)構(gòu)出現(xiàn)失穩(wěn)問題的概率。堆載預(yù)壓固實(shí)工法的應(yīng)用原理是在預(yù)處理的軟基表面鋪設(shè)一層砂墊層，作為工法排水層。在砂墊層鋪設(shè)完成以后，施工人員需要將塑料排水板穿過砂墊層，或者在砂墊層設(shè)置砂井，打通軟土地基豎向排水的通道，為預(yù)壓固實(shí)施工做好準(zhǔn)備。通過加載預(yù)壓負(fù)荷的方式，海堤工程軟土地基承受的總應(yīng)力不斷增大，軟土層間隙中的水分會在應(yīng)力的作用下從排水板中受擠壓排出，使得軟土地基孔隙水的壓力越來越低，反而增強(qiáng)了軟土地基的荷載應(yīng)力，從而達(dá)到預(yù)壓固實(shí)的目的。

堆載預(yù)壓固實(shí)工法適用于海堤工程軟基處理面積大、軟基土層含水量高的工程實(shí)際情況，可以有效的提升軟基的固實(shí)效果，保證海堤工程軟基處理后的使用穩(wěn)定性和安全性。堆載預(yù)壓固實(shí)工法在海堤工程軟基處理中的應(yīng)用，具有處理后的軟基結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、軟基不均勻沉降發(fā)生率低等優(yōu)點(diǎn)，實(shí)際應(yīng)用效果顯著。但是，由于堆載預(yù)壓法在施工過程中很難有效控制海堤分層的填筑厚度，再加上海堤的反向壓力影響，導(dǎo)致軟土地基內(nèi)容的超靜水壓力難以消除，無法滿足工程軟土地基的承載力能夠達(dá)到設(shè)計(jì)要求，需要施工人員精準(zhǔn)計(jì)算并按規(guī)定妥善施工，以此確保軟基應(yīng)力的有效提升，同時(shí)滿足設(shè)計(jì)的相關(guān)要求。

（4）振沖碎石樁。針對樁體結(jié)構(gòu)復(fù)雜的海堤工程，一般會使用振沖碎石樁軟基處理工法，施工人員需要在既定的范圍內(nèi)布置樁體，并按照軟土地基的實(shí)際厚度和應(yīng)力情況計(jì)算好樁體加固的最小深度。同時(shí)要根據(jù)海堤工程軟基穩(wěn)定性計(jì)算結(jié)果去確定軟基處理的面積、深度以及樁體的直徑和排列間距等。該工法的應(yīng)用有點(diǎn)包括擠密作用強(qiáng)、加筋效果好等特點(diǎn)，碎石樁在進(jìn)入軟基內(nèi)部以后，可以額在荷載的作用下出現(xiàn)膨脹，并形成較高強(qiáng)度的負(fù)復(fù)合地基。該工法的應(yīng)用缺點(diǎn)是對施工單位的工藝技術(shù)以及施工經(jīng)驗(yàn)有較高的要求，需要在施工前制定明確的施工流程，并根據(jù)海堤工程軟基的具體情況進(jìn)行振沖碎石樁工法的優(yōu)化，從而才能確保施工的有效性和穩(wěn)定性。

5.結(jié)論

本工程通過多面的考量和計(jì)算，同時(shí)比對了四種常用軟基處理工法的優(yōu)缺點(diǎn)，最終選用了堆載預(yù)壓固石工法進(jìn)行施工，獲得了比較理想的處理效果，海堤工程軟基不均勻沉降的現(xiàn)象沒有出現(xiàn)，工程施工的穩(wěn)定性較高，處理工法的應(yīng)用效果得以實(shí)現(xiàn)，具有一定的借鑒作用?？偠灾?，軟基處理工法在海堤工程中的應(yīng)用需要結(jié)合工程實(shí)際以及工期、成本等現(xiàn)實(shí)要求，合理、科學(xué)的選擇處理工法，并且在施工開始前制定完整的施工計(jì)劃和應(yīng)急處理方案，從而保證軟基處理的有序?qū)嵤?/p>