水運(yùn)工程軟基處理施工技術(shù)

許大安 中國港灣工程有限責(zé)任公司

相較于常規(guī)工程，水運(yùn)工程軟土地基情況更加復(fù)雜，含水量大，實(shí)際處理比較困難。因此針對該工程的軟基處理，有必要加強(qiáng)對施工技術(shù)的分析，從而保證軟基處理效果，并推動整體水運(yùn)工程建設(shè)實(shí)現(xiàn)更好的發(fā)展。

1.常見的水運(yùn)工程軟基處理施工技術(shù)

1.1 排水固結(jié)

在水運(yùn)工程中，一般地基的含水量更高，針對這種情況可采用排水固結(jié)技術(shù)，通過排出地基內(nèi)所含水分來改善含水量較大問題，提高軟土地基固結(jié)效率，保障地基的穩(wěn)定安全性。在實(shí)際操作時，選擇在地基中設(shè)置一些豎向排水體，比如砂井、塑料排水管、碎石樁等，然后在堆土加載帶來的重力擠壓下，軟基內(nèi)的孔隙水會被慢慢排出，顯著提升內(nèi)部土質(zhì)固結(jié)的效率，讓土質(zhì)變得更加緊密，最終達(dá)到加固效果。

關(guān)于排水固結(jié)技術(shù)，還可以采用一種名為“袋裝砂井”的施工方式，與傳統(tǒng)砂井法相比，排水固結(jié)的效果更好。究其原因在于該方法采用了透水性更好的編織袋，通過向袋中灌入砂礫，再將裝滿砂礫的沙袋沉入砂井中，不僅提升了排水效果，還提高了地基加固效果，且對砂井直徑的要求不高，實(shí)際施工更加穩(wěn)定順利，施工效率更高。

1.2 換填地基

如果水運(yùn)工程中軟土地基面積較小，深度較淺，并且與施工地表接近，則無需設(shè)置豎向排水裝置，而是選擇換填法，直接替換該部分的軟弱土質(zhì)，達(dá)到提升整體地基強(qiáng)度的目的。換填法在水運(yùn)工程軟基處理方面包括三種形式。

（1）砂墊層軟基處理方法。這是一種比較傳統(tǒng)的處理方法，實(shí)際操作簡單，施工技術(shù)純熟，因此應(yīng)用比較廣泛。在具體施工中，采用的換填材料以中砂粗砂為主。在條件允許的情況下也可采用填石塊或者石渣。過程中主要加強(qiáng)砂墊層換填厚度的控制，一般在4m以內(nèi)?？稍谲浕贤瓿缮皦|層的換填鋪設(shè)，鋪設(shè)材料可選擇透水性較好的中粗砂，滲透系數(shù)在1×10-3cm/s以上，如果水運(yùn)工程對軟基強(qiáng)度要求較高，將中粗砂替換為碎石材料。將這一砂層作為軟土地基固結(jié)所需要的上部排水層，一方面提高地基排水的效果，強(qiáng)化其固結(jié)效率，另一方面增強(qiáng)地基本身的強(qiáng)度。

（2）土工織物墊層工藝。這種軟基處理工藝也比較常見，通常需要在軟弱地基上鋪設(shè)相應(yīng)的土工織物，應(yīng)用應(yīng)力擴(kuò)散、加筋等方式提升整體的軟土地承載力。同時控制軟土地基變形，提高加固效果。在具體實(shí)踐中可將該方法與砂墊層方法配合應(yīng)用。

（3）爆炸擠淤方法。該軟土地基處理方法就是借助爆破瞬間爆發(fā)的力量將地基內(nèi)的軟弱污泥去除，同時填入一些其他材料加以替代，從而達(dá)到改善內(nèi)部地基結(jié)構(gòu)、加固地基的作用。實(shí)際操作時先建立拋石堤，然后將炸藥埋置于淤泥邊緣位置，在引爆炸藥以后，炸藥爆炸帶來的沖擊力會擊飛大量淤泥。此時后拋石堤受爆炸影響出現(xiàn)塌陷，直接落到淤泥原本位置上，實(shí)現(xiàn)自動換填的效果。這種地基換填加固技術(shù)操作過程相對簡單，造價(jià)也較低，施工效率高，但對施工安全有著較高要求，并且需要合理控制好炸藥量與埋設(shè)位置，才能起到更好的爆炸效果，盡可能清除所有淤泥，提高地基加固效果。

1.3 化學(xué)固結(jié)

在水運(yùn)工程中，針對軟基處理還可以采用化學(xué)固結(jié)技術(shù)，具體包含以下幾種。

（1）硅化加固技術(shù)。主要利用硅酸鈉與氯化鈣會發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生一種膠凝聚合物，這種物質(zhì)能將地基軟弱土質(zhì)粘結(jié)在一起，從而改善軟土地基內(nèi)部的結(jié)構(gòu)，提高其強(qiáng)度與硬度，達(dá)到軟土地基加固的目的。

（2）深層攪拌法。這種地基加固方法與傳統(tǒng)的灌漿法施工比較類似，在實(shí)際加固施工過程中，使水泥漿等物質(zhì)與軟弱土質(zhì)充分混合，然后在攪拌機(jī)幫助下使二者混合更加均勻。借助水泥發(fā)生的凝固化學(xué)反應(yīng)起到軟土地基加固的目的。

（3）軟基固化處理技術(shù)。這是一種當(dāng)下比較先進(jìn)的化學(xué)固化軟土地基技術(shù)，充分利用了水運(yùn)工程施工現(xiàn)場原有的土質(zhì)，通過開展配合比試驗(yàn)以及現(xiàn)場試驗(yàn)，深入了解現(xiàn)場軟土地基土質(zhì)組成，在此基礎(chǔ)上選擇科學(xué)的固化劑配方，并在專用攪拌設(shè)備的幫助下拌合軟基淤泥和固化劑，二者充分混合后，在固化劑規(guī)劃作用下形成一個完整的固結(jié)體。最終達(dá)到改善軟土地基土體強(qiáng)度的目的，增強(qiáng)軟土地基承載力，降低地基變形和沉降。

總而言之，針對水運(yùn)工程軟土地基處理，可結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際的施工情況，科學(xué)合理地選擇處理方法，提高方法的針對性，從而起到更好的加固效果。以下文章以軟基固化處理技術(shù)為例，分析其在水運(yùn)工程中軟基處理加固的具體應(yīng)用。

2.軟基固化處理技術(shù)

相較于傳統(tǒng)的軟基處理技術(shù)，軟基固化處理技術(shù)整體施工過程簡單，且充分利用了原軟基材料，實(shí)際施工效率更高。對于深層攪拌處理方法，軟基固化處理技術(shù)更具有靈活性。

該項(xiàng)技術(shù)適應(yīng)性強(qiáng)，既適用于淺水區(qū)作業(yè)，也能配合其他加固技術(shù)在深水區(qū)作業(yè)施工，并且通過調(diào)整水泥固化劑摻入比靈活控制軟土地基加固程度?；谏鲜鲕浕袒幚砑夹g(shù)的優(yōu)勢特征，非常適合應(yīng)用在水運(yùn)工程中。

3.軟基固化處理技術(shù)具體分析

3.1 淺層固化處理工藝

這種處理加固工藝非常適合在港口堆場軟基加固中應(yīng)用。由于軟基比較淺，可對原有地基泥土加以利用，有效節(jié)省成本且施工周期更短。在具體實(shí)踐方面，可分為以下幾個主要步驟：（1）設(shè)備改裝。在浮箱履帶式挖掘機(jī)上完成旋切攪拌裝置的配裝，便于進(jìn)行攪拌施工，或者在平板駁船上以搭設(shè)A架或吊機(jī)等方式進(jìn)行旋切攪拌裝置的裝配；（2）在配料室內(nèi)配制固化劑、激發(fā)劑，并將其輸送泵內(nèi)；同時，將儲料罐的固化劑主料直接輸送至泵內(nèi)，順利制成濕劑，然后經(jīng)過輸送泵輸送至旋切攪拌裝置內(nèi)。（3）操作裝置旋轉(zhuǎn)攪切軟土地基，在這一過程中，還會配合注入固化劑使其與泥土充分拌和形成固化土。（4）在完成施工后做好后續(xù)養(yǎng)護(hù)，最終固化土的限抗壓強(qiáng)度可達(dá)到每平方米8～60t。

3.2 軟基深層固化處理工藝

這種處理方式類似攪拌樁加固，將軟土攪拌成樁或者連續(xù)墻，最終達(dá)到深化加固的效果。相較于上述淺層固化處理，深層固化處理最大的差異在于采用的攪拌裝置不同，前者采用的處理裝置是浮箱履帶式挖掘機(jī)/平板駁船加裝旋切攪拌裝置，后者則采用的是浮箱履帶式挖掘機(jī)/平板駁船加雙輪銑攪拌裝置。具體施工工藝與淺層處理相同。

3.3 施工設(shè)備選用及注意

（1）雙輪銑攪拌裝置設(shè)備。該設(shè)備能夠?qū)浲恋鼗M(jìn)行立體式攪拌，借助挖機(jī)液壓驅(qū)動，在連接桿和噴嘴的兩側(cè)分布有2個攪拌頭，有效擴(kuò)大了攪拌面積，一般單次攪拌面積在1m2以上，攪拌效率可達(dá)50～80m3/h。每次施工結(jié)束后，如果間歇較長時間，應(yīng)注意清理和清洗噴嘴，避免固化劑及淤泥阻塞，對下一次施工造成影響。

（2）后臺供料系統(tǒng)。在該系統(tǒng)設(shè)備的幫助下靈活配置固化劑的添加量，固化劑通常通過后臺供料系統(tǒng)的噴漿管進(jìn)入噴嘴，同時配合攪拌頭上螺旋分布的刀頭立體切削土體和轉(zhuǎn)動，促使固化劑與軟弱地基土體充分混合，起到良好的固化加固效果。在后臺供料系統(tǒng)中配置有固化劑添加控制系統(tǒng)，能夠?qū)崟r控制固化劑添加量，既實(shí)現(xiàn)對固化效果的調(diào)節(jié)，也避免材料浪費(fèi)，降低整體軟基固化加固的施工成本。

目前后臺供料系統(tǒng)的運(yùn)作已趨于智能化，十分方便。但是要注意根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況布設(shè)，既要盡量貼近施工設(shè)備，保證足夠壓力泵送材料，減少漿管阻塞風(fēng)險(xiǎn)，又要保證原材料能方便及時供應(yīng)給后臺系統(tǒng)。如現(xiàn)場情況確實(shí)較為復(fù)雜，后臺布設(shè)距離較遠(yuǎn)，應(yīng)合理考慮采用中轉(zhuǎn)泵送的方式進(jìn)行解決。

4.結(jié)束語

針對水運(yùn)工程的軟基處理，有多種處理施工工藝可供選擇。在實(shí)際選擇應(yīng)用過程中，需要結(jié)合實(shí)際情況科學(xué)合理地選擇，這樣才能更好地提升軟基加固效果。同時加強(qiáng)對先進(jìn)加固技術(shù)的應(yīng)用，推動水運(yùn)工程建設(shè)實(shí)現(xiàn)更好的發(fā)展。