海堤建設工程軟土地基問題處理方案探討

李曉明

摘 要：文章通過分析和評價欽州市海堤建設工程地基存在的軟土地質條件，提出相應的處理方案，可為此類工程實踐提供參考。

關鍵詞：海堤 軟土地基問題 地基處理方案

廣西欽州市地處北部灣沿海，屬南亞熱帶海洋季風氣候區，海堤主要分布在北部灣、欽州灣、茅尾海沿海岸和欽江、茅嶺江等入海口處，絕大部分都始建于解放前，工程防御設計標準低，質量差，受臺風暴潮災害頻繁，對人民生命財產安全造成嚴重威脅，且制約了當地社會經濟的發展，據廣西沿海堤防工程的防洪規劃，已逐步對我市海堤實施標準化加固建設。

經對欽州沿岸海堤工程地質勘察，發現堤防及排澇閘址基礎均普遍存在軟土地基的不良地質問題，給工程安全穩定及投資造價帶來了不小的挑戰，下面就海堤軟土地基問題及處理方案進行一些探討。

海堤工程地質條件

1、海堤地形地貌

欽州市沿海岸帶以灘涂和濱海丘陵崗地貌為主，向海面延伸并明顯下降，濱海丘陵崗地貌多屬侏羅紀下統第二層，為中細砂巖和紫紅色粉砂巖、褚紅色沉積巖，北部灣沿海岸夾有少數花崗巖地帶，屬初成發育階段，地質條件相對較好；灘涂地貌多數位于欽江、茅嶺江等入海口處，如尖山圍海堤、團和圍海堤等，由于地處出海口的沖積平原灘涂前地，除了零星出露的侏羅紀粉砂質泥巖外，區域內的地層主要以志留系下統連灘群及第四系全新統為主，下覆地層以砂巖、泥質粉砂巖、泥巖為主，上覆地層為濱海Ⅰ級階地及灘涂堆積的淤泥、淤泥夾砂、砂土及砂礫等，且覆蓋層較厚，地基相對薄弱而復雜，需因地制宜進行地基處理方能滿足要求。

2、海堤軟土地基地層巖性

軟土地基通常指天然孔隙比不小于1.0，且天然含水量大于液限的細粒土，包括淤泥、淤泥質土、泥炭、泥炭質土等。在我市已建或擬建的海堤沿線僅零星可見基巖出露，而以淤泥、淤泥質土、淤泥質砂為主的軟土地基卻分布廣泛，且覆蓋層厚達2～5m，具有高壓縮性，低承載力的特點，一般通常表現為雙層結構，即上部為淤泥，下部為淤泥夾砂，其地層巖性由上至下大致描述如下：

素填土：黃～褐色，干至稍濕，成份主要由含碎石粉質粘土及全風化泥巖、泥質粉砂巖的巖屑及巖粉、或含泥質較多的淤泥質砂構成，成份雜，土體結構松散，系人工回填而成，回填料來源為附近開挖山頭或近岸灘涂的棄土，具有高壓縮性，中等透水。一般平均厚度約3.5m左右。

淤泥：灰黑色，很濕至飽和，軟～流塑狀態為主，成份以粘性土為主，含有大量有機質，部份有臭味，系沖洪沉積而成，具高壓縮性，承載力為45～70Kpa，中等透水，是相對的透水層，分布較廣泛，更常見于圍內溝、渠閘口的入海、河口處，層厚1.0～3.5m左右。

淤泥質夾砂：淺～灰黑色為主，飽和，松散，成份為淤泥質粘土夾雜粉細砂顆粒為主，部份腥臭味，系海潮沖積而成，具高壓縮性，承載力為90～110Kpa，中等透水，是相對透水層，多分布于沿河岸線、灘涂等地段，層厚一般在0.5～2.5m左右。

海堤軟土地基處理方案

對海堤軟土地基的處理應根據海堤的工程級別、堤高、地質條件、堤身填筑、施工條件等綜合分析，并驗算其穩定性和沉降變形，在投資、安全上對比后選出最優方案。通常對淺埋的薄層軟土宜進行挖除處理；軟土厚度較大難以挖降或挖除不經濟時，較常用的方法有墊層法、拋石擠淤法、放緩邊坡或反壓法、打樁法等，也可采用多種方法結合進行處理。

1、墊層法

通常又稱換土墊層法，是一種直接置換地基持力層中軟弱土的處理方法。施工時將基底下一定深度的軟弱土層挖除，再分層回填砂、碎石等可加速軟土排水固結、強度較大的材料，并加以夯實振密。

此法施工操作簡易，投資經濟，在實際應用中廣泛采用，常適用于較淺層地基、單獨的基坑、基槽或工期較短的軟土地基處理。通過換土墊層，可提高地基的承載力；降低壓縮性，減少基礎的沉降量；同時換填層的砂、碎石等透水性較大，可成為下臥飽和軟土的排水面，使軟土上部的孔隙水壓力較易消散，加速軟土的固結和軟土抗剪強度的提高。但是值得注意的是，對于海堤而言，由于其堤身斷面不大，滲徑相對較短，為防止形成滲透通道，應在堤身向下方用透水性較差的粘性土隔斷，讓固結排出的水沿透水墊層往兩邊滲出，以減輕堤身的滲透壓力。

2、拋石擠淤法

拋石擠淤法是強迫換土的一種形式，通過在軟弱土層中拋入較大的片石、塊石，使片石、塊石強行擠出軟土并占據其位置，以此來提高地基承載力、減小沉降量，提高土體的穩定性的地基處理方法。

此法通常適用于層厚為3～4m的軟土層和常年積水且不易抽干的湖、塘、河流等積水洼地，以及表層無硬殼、軟土的液性指數大、層厚較薄、片石能沉達下臥硬層的情況。采用此種方法投資造價相對較高，但因其施工簡單，不用抽水和挖淤、施工迅速，所以現場樂于采用，特別是在路基工程中，當道路路基穿越或部分穿越河塘洼地時，更是常用此法來處理其下的軟土地基。

拋石擠淤法施工時，應劃定需拋石的邊線范圍，確定其泥面高程；清表后開始拋石，拋石順序應自路堤中部開始，然后逐次向兩旁展開，使淤泥向兩側擠出。當拋入的片石露出水面后，改用較小石塊填平壓實，然后在其上鋪設反濾層再行填土。當下臥巖層面具有明顯的橫向坡度時，拋石應從下臥層高的一側向低的一側擴展，并且在低的一側適當高度范圍內多拋填一些，以增加其穩定性。

若施工區為迎海側，水深較大時，應據水流流向及流速確定拋石的塊徑，同時為避免塊石拋偏預定位置，還應據水流對塊石的漂移作用，確定拋石落點的提前量，塊石拋出水面后，可采用反鏟挖掘機上堤頂，修筑在最高潮水位時仍能露出水面1.0m以上的平臺，以保證施工機械的安全。

3、反壓法

反壓法就是在堤身兩側或一側增填一級或多級梯形平臺，當海堤填筑高度達到或超過軟土堤基能承受的極限高度時，可采用此法進行處理。

此法施工簡便快速，但所需土石方量較大，占用堤身兩側用地較多，受現場條件限制，在實際施工過程中如考慮采用此法，可以將梯形平臺作為臨時施工道路。該法較適用于①當整體穩定性不能滿足要求而又相差不大時的舊堤加固；②受施工條件限制不能采用其他地基處理時的新建海堤，采用此法均可很好解決穩定問題。

采用此法進行處理時應通過整體穩定計算確定其反壓平臺的寬度和高度，在保證整體穩定滿足要求的情況下，盡量優化其寬度和高度，以減少工程量，必要時應采用多級反壓平臺。

4、打樁法

打樁法通俗來說就是將基礎上建筑物的大部分重量通過樁傳到地面以下預定深度或達到持力層，以滿足地基承載力及沉降的要求。據受力情況分為端承樁和摩擦樁，端承樁是指樁體穿過軟弱土層，并將建筑物的荷載傳遞到樁端堅硬土層或巖層上，樁側較軟弱土對樁身的摩擦作用很小，其摩擦力可忽略不計；摩擦樁是樁體未能貫穿整個軟弱土層，達不到具有較好支承能力的硬土層，而是通過樁側土的摩擦作用，將上部荷載傳遞擴散于樁周圍土中，其主要利用樁壁與周圍泥沙的摩擦力來承受上部建筑結構的重量。

目前對厚度較大的軟弱地基一般采用各類鋼筋混凝土樁進行處理，對含水量和孔隙比較大的軟弱地基一般采用砂樁、石灰樁等方法處理。各種處理方法都有較強的針對性，不僅對施工工藝有較高的要求，且造價也各有高低。在實際工程中，采用松木樁處理軟弱地基的方法較少提及，但在條件許可的情況下采用此法處理某些軟弱地基，不僅施工較為便捷，而且費用也較為經濟合理，尤其在海堤地基處理中，取得較好的效果。

打松木樁適宜軟土層厚度小于5m，且在地下水位以下，對于地下水位變化幅度較大或地下水具有較強腐蝕性的地區，則不宜使用松木樁。樁的材料選用松木，因其含有豐富的松脂，而這些松脂能很好地防止地下水和細菌對其的腐蝕，同時價格也較為便宜。

打樁前應從場地的土層和土質的特點出發，對地基與基礎的結構、施工及使用等方面進行綜合分析，并通過計算確定每平方米所需樁數、樁徑、樁長等參數，為了便于打樁，樁長不宜超過4m。作端承樁時，為了保證樁尖能進入持力層，上部可先開挖至基礎的埋深后再打樁；打樁時注意把握樁體入土的垂直度，待全部打樁完畢后，再在樁頂面鋪設片石層，加以夯實，然后再做基礎。

結語

海堤軟土地基的處理方法除了以上幾種在施工中常見的，還有排水井法、加筋土工織物鋪墊法、爆炸置換法、水泥攪拌樁法、振沖法等，不管采用何種方法，其處理的關鍵都要因地制宜，據當地水文、地質、工期、造價、施工、環境影響等條件，從技術、經濟角度多方案分析比較后確定出最為合理、經濟的處理方案。

參考文獻：

[1]《海堤工程設計規范》（SL435-2008）實施指南

（作者單位：廣西欽州市水利電力勘測設計院）