圍墾工程軟土地基處理技術措施研究

洪永帥

（浙江溫州平陽縣灘涂圍墾工程建設指揮部，浙江 溫州 325400）

圍墾工程軟土地基處理技術措施研究

洪永帥

（浙江溫州平陽縣灘涂圍墾工程建設指揮部，浙江 溫州 325400）

分析沿海灘涂圍墾工程的現狀，結合浙江某圍墾工程，對豎向塑料排水板與碎石墊層相結合的海堤軟地基處理方法的優點、施工工藝及施工質量控制要點進行了詳細的分析研究。

沿海灘涂；圍墾工程；軟土地基處理；排水板；海堤

沿海灘涂是一種重要的土地再生資源，對其進行圍墾開發，重構海陸變遷局勢，已成為沿海地區解決土地緊張、促進經濟發展的重要技術措施。我國在灘涂圍墾開發利用方面研究起步較晚，并且存在很多不足。過去所進行的圍墾工程大多是大面積成熟的灘涂，只需按照相關規范有序進行圍墾和開發利用就能獲得相應的社會經濟效益，但是隨著圍墾工程的不斷進行，加上大面積成熟灘涂資源的有限性，圍墾工程已向處于成長階段的灘涂進行開發利用進軍。圍墾工程的起圍高程必然給圍墾工程提出更高的要求，而且現代圍墾工程基本達到機械全程作業，因此搞清楚擬圍灘涂的土質狀況，并結合相應的軟土地基加固處理技術措施，提高灘涂圍墾工程的地基質量水平，對保證圍墾工程高效穩定的進行十分重要[1]。

受技術條件水平及工程投資資金的影響，傳統的圍墾工程不能準確掌握灘涂土質條件，加上圍墾工程周圍環境條件的制約，幾乎沒有進行細致的勘探，最多對圍墾工程中擬建的閘、站等主要建筑物所處地基的地質條件進行勘探，以保障這些建筑物具有較高的性能。近年來，隨著各類先進測量儀器裝置的研發并在工程中取得良好的應用成果，為了真正掌握圍墾工程中圍墾灘涂面，尤其是海堤軸線整體的土質結構性能特性，在圍墾工程勘探過程中，需對擬圍的海堤軸線300～500m范圍內的所有灘涂面進行細致的土質勘探，以期準確完善掌握擬建工程區域的所有土質條件，從而建設高效穩定的圍墾建筑。

1 工程概況

浙江某圍墾工程圍區海堤總長為6572m，圍區面積為1367 hm2，海堤堤基主要由海相沉積的軟土地層和沖灘海相沉積的硬土層共同組成。軟土地層主要由淤泥或淤泥質粉質粘土構成，而硬土層主要由粉質粘土地、粉土、粘土構成，整個圍墾工程土質具體分層如表1所示。

從表1可知，1層和2-1層是軟土地層，其屬于全場分布。軟土層淤泥層頂標高-1.87～2.62，層厚1.40～9.40；軟土層淤泥粉質粘土層層頂標高-7.68～-3.27，層厚0.55～13.30。在研究和工程實踐中可知，軟土層由于具有含水量高、壓縮性強、靈敏度大等特點，其物理力學穩定性較差，是工程應用中邊坡穩定和堤壩壓縮變形需要嚴格進行質量監督的控制層；而硬土層是分布在軟土層以下的土層，其含水量為中等，壓縮性、可塑性、力學穩定性均比軟土層高。因此，軟土層的加固處理是本工程地基處理過程中的重點和難點。

表1 該圍墾工程地基土層分布

2 軟土地基處理方法選擇

由于該工程的海堤堤基全程范圍內大多為新近淤積土層，其淤泥厚度平均達5.1m，最厚高達9.4m。由于新近淤積土層綜合性能穩定性較差，加大了整個筑堤的施工難度，若在施工過程中，不采取有針對性的合理加載控制措施，很容易造成施工期發生失穩現象，為工程安全高效施工埋下巨大安全隱患；同時受提前交付的影響，本圍墾造地工程整體施工進度緊，施工強度高，這就給海堤地基處理提出了更高要求。為此，在施工前，必須結合該工程的實際地質情況，采取實際可行的軟土地基加固處理方案及相關加載控制措施，保障工程安全穩定的高效施工［2］。

2.1 考慮因素

2.1.1 海堤工程安全

圍墾工程的主要目的是圍海造地，其工程的關鍵項目是修建具有防汛功能的圍海大堤。若采取的技術措施不當將對海堤帶來巨大安全隱患。因此，在制定軟土地基處理方案時，海堤安全是制定其他任何處理方案的基礎，是整個工程具有高效質量水平的重要保障條件。

2.1.2 地基處理效果

圍墾工程中的海堤是在軟土土質的海灘上修建較高的防汛擋水壩，堤壩如此大的荷載直接或間接作用在地基軟土層中的附加應力相當大，而且整個衰減過程比較緩慢，需要的壓縮厚度較大，故淺層的地基加固對減少海堤由于自重導致沉降的作用效果十分有限。因此，在制定處理方案時，必須考慮其所能達到的效果滿足相關規范要求。

2.1.3 施工時間

圍墾工程由于涉及防汛問題，時間要求嚴格，時間性強。若地基處理方案采取不當，將導致工程施工不能在汛前完成計劃的施工項目，其在強大的海潮等沖擊破壞力作用下，必然會產生嚴重后果。

2.1.4 工程總體造價控制

在制定地基處理方案時，除了要滿足工程施工安全、省時、有效性等功能需求外，同時還要充分考慮工程總體造價控制，良好的社會經濟效益是工程建設過程中各企業追求的整體目標。因此，所制定的海堤地基處理方案中必須滿足安全、省時、有效、快捷、經濟實惠等要求。

2.2 處理方法

2.2.1 換填

換填軟土地基處理方法是利用土質性能較好的土體將具有軟弱性能的土體置換掉。在圍墾工程中，由于灘涂的淤泥面較寬，淤泥量較大，要進行大面積的淤泥置換，不僅整個施工難度較大、成本較高，而且還違背灘涂軟基處理促淤的目的。

2.2.2 打樁注漿加固手段

打樁注漿軟土地基加固手段是通過打樁、注漿等技術手段對海堤軟土地基進行加固處理，通過重構地基的內部力學結構分布，提高其承載力和壓縮模量。壓密注漿或水泥土攪拌等軟土地基加固方法對淺層地基處理較為有效，而對軟土層較厚的淤泥土處理效果較差，同時打樁加固手段雖然對深層地基有很好的加固作用，但由于樁體原材料及打樁過程需要巨大的造價成本，就本工程的實際特性來看，違背了前面的經濟實惠原則。

2.2.3 增加土方

增加土方是水利工程中處理軟土地基常用的方法之一，同時也是一種比較經濟實惠的方法。該方法是通過對海堤平臺加寬，并在海堤與促淤壩間設置相應的鎮壓層來提高海堤的綜合穩定性能。但此方法更加適合于淤泥層比較淺的地基工程中，對于淤泥較厚的地基，由于其施工后海堤的沉降量及差異沉降度均較大，其安全性能得不到保障。

2.2.4 塑料排水板排水固結

通過在軟土層中按照一定排列方式插入塑料排水板，從而有效縮短軟土層的排水路徑，加快軟土地基的固結速度，有效減少施工后的海堤沉降量。豎向塑料排水板的制造是根據相關規范的模板進行加工獲得，生產工藝成熟，產品質量容易控制，制造成本較低，可大大降低海堤軟土地基處理的綜合成本。同時施工過程中在軟土地基中插入的豎向塑料排水板，結構十分均勻，不會出現排水堵塞等不利情況，加上斷面較小，所需要的打入設備機械較輕，對海堤地基的擾動較小，能夠有效保持軟土地基原始構筑特性，提高軟土地基綜合處理效率［3］。

綜上所述，結合本工程的實際工況特性，海堤軟土基礎處理采用豎向塑料排水板與碎石墊層相結合的處理方法，軟土基礎的設計斷面從下到上分別為：3T的土工布1層、1m厚的碎石墊層、6T的土工布1層及石料堆壓填筑層4個主要斷面。

3 排水板施工工藝流程

按照逐層施工，分項控制的原則，豎向塑料排水板具體施工工藝流程為：

鋪設3T的土工布1層（最下層）→鋪設1m厚的碎石墊層→按照設計排列要求布設豎向塑料排水板→鋪設6T的土工布1層（上層）→石料堆壓填筑。

4 豎向塑料排水板施工質量控制

4.1 施工質量控制標準

按照相關圍墾工程排水板施工質量控制要求，結合本工程實際情況，在施工過程中必須滿足以下質量控制標準：

（1）為了提高軟土地基排水固結的綜合質量水平，其塑料排水板的打入深度應不小于設計規定值。

（2）拔管回帶長度不應大于50cm。

（3）塑料排水板板距間的誤差值不應大于5cm。

（4）塑料排水板的垂直偏移度不應大于1.5%。

4.2 施工過程中的質量控制

在施工過程中，需要嚴格按照前面所述的施工工藝流程，并采取逐層逐項施工質量控制原則，保證豎向塑料排水板施工具有良好質量水平。

4.2.1 下層3T的土工布鋪設

下層3T的土工布層是整個排水板施工的重要保證基礎，通常采用人工手動鋪設，碎石袋鎮壓措施。在施工過程中，由于灘涂表面相當平滑，在潮水反復漲落沖擊過程中，容易造成土工布發生平面滑動，造成下層土工布搭接偏差較大，不能滿足設計或相關規范要求。針對上述問題，工程中常采取在水平和垂直兩個方向進行系統控制，即采用在下層土工布上敷設相應的碎石袋進行鎮壓，控制其在垂直方向的位移變化；為了防止其在水平方向發生位移變化，可在土工布搭接處采用毛竹垂直插入軟土地基中進行位移質量控制。

4.2.2 1m厚的碎石墊層鋪設

在圍墾工程中，碎石墊層作為塑料排水板重要的透水層，在鋪設過程中應該嚴格控制墊層厚度不應小于設計要求。同時為保證排水板的綜合效率，作為排水板插入軟土層的找平層，需要對灘涂面局部的坑凹面進行局部人工平整，保證排水板敷設的綜合質量水平。在施工過程中，為防止因墊層鋪設后涂面發生沉降，影響排水板插入工序的質量控制，在施工前應制作多個鋼筋框架，其高度應與設計的碎石墊層厚度相同，這樣就可以以平整后的鋼筋框架高度作為碎石層敷設高度的基準面，若兩者等高，則說明敷設厚度滿足要求，否則需要根據具體特性進行重新敷設或補鋪工序。

4.2.3 豎向塑料排水板定位

在豎向塑料排水板施工過程中，應根據灘涂面的實際情況按照設計要求計算繪制出準確的布樁圖，并根據布樁圖在已經敷設好的碎石墊層上通過相應的放樣措施定出具體的樁位。通常可以采用15cm長的φ8mm鋼筋作為定樁件插在樁位上，并在鋼筋頂部用紅油漆抹紅做鮮明的排水板定位樁標識。

5 結語

圍墾工程是沿海地區擴大可用土地資源廣泛開展的工程，其軟土地基處理一直是相關水利工作者研究的一個重點。豎向塑料排水板與碎石墊層相結合是海堤軟土地基常采用的處理方法，不但施工工藝簡單、容易控制，而且其工程整體造價低，只要根據工程實際土質情況，制定合理的施工工藝和質量控制方案措施，就能滿足工程設計或相關規范要求，保證整個施工過程高效穩定的進行。

［1］吉余，李開運.中國圍海工程［M］.北京：中國水利水電出版社，2000.

［2］SL285—2003，水利水電工程進水口設計規范［S］.

［3］劉家豪.第一屆塑料板排水法加固軟基技術研討會論文集［C］.南京:河海大學出版社，1990.

TU447

A

1672-9900（2011）03-0088-03

2011-02-21

洪永帥（1974—），男（漢族），浙江溫州人，助理工程師，主要從事水利工程質量管理工作，（Tel）13906675517。