淺談圍墾工程的軟土地基處理

【摘要】沿海灘涂是一種重要的土地再生資源，在保護環境、維持海洋生態平衡的前提下對其進行開發，重構海陸變遷，已成為沿海解決土地緊張、拓展發展空間、保障用地紅線、促進經濟社會發展的重要手段，開發沿海灘涂的途徑之一就是進行圍墾，而圍墾工程中的海堤的基礎處理是工程建設中的重中之重，處理好海堤基礎是保證圍墾工程建設質量和安全的根本。

【關鍵詞】圍墾；軟土地基處理；設計；施工

1、軟土地基處理的目的

地基一般分為硬基和軟基，軟基又分為砂礫石地基和淤泥質地基，而圍墾工程的地基基本為淤泥或含沙淤泥質土，是典型的軟基，具有天然含水量高、抗剪強度低、層狀分布復雜、壓縮性高、固結時間長、透水性差、土各層之間物理力學性質相差較大等特點。軟土地基處理的目的是利用換填、夯實、擠密、排水、膠結、加筋等工程措施提升土體的抗剪強度、降低地基土的壓縮性等不良物理力學特性，達到改良地基土的目的。

2、圍墾工程地基處理常用措施及相互比較

軟土地基的強度低，固結慢、變形大是它的典型特點，在軟土地基上修建建筑物較為突出的問題是穩定與沉降位移變形，由于軟基含水量較大，其很難在較短的時間內達到較好的壓實要求和相關技術標準，因此施工進度與施工質量密切相關，而且地基處理、碾壓要求等施工質量高，監管難度大。

目前海堤基礎處理方式主要有插打塑料排水板固結法、拋石鎮壓層法、爆炸擠淤法、水泥攪拌樁、振沖碎石樁、PHC樁、土工織物加筋等方法，以及在圍涂工程中正在嘗試應用的薄壁筒樁、PCC樁法。

由于圍墾工程堤身較高、地基透水性差，且涂面深、施工難度大成本較高，一般不推薦采用；拋石鎮壓層法、土工織物加筋是早期、簡單的地基處理方法，適用于堤身矮小、基礎應力小的堤壩工程，且后期沉降多難以準確預測和控制，對于海堤堤身超過10米以上的的軟土地基處理也不常用；振沖碎石樁是利用振沖器邊振邊沖從而在地基中成孔，再在形成的孔內分層填入碎石等材料制成樁體，使原來的粘性土和樁體構成復合地基，該復合地基的壓縮性小，承載力高，工后沉降少，施工進度加快，但石方用量也增大，樁只適用于不排水抗剪強度15～50kpa的軟黏土，對于淤泥、淤泥質土的不排水抗剪強度在在10kpa以下的，由于處理難度很高，一般不推薦采用；預應力高強混凝土管樁（簡稱PHC樁），是在近些年高性能混凝土（HPC）和預應力技術的基礎上發展起來的。是專業工廠里采用先張法預應力和離心成型工藝，經過蒸壓養護而制成的一種空心圓筒體的等截面構件，構建運達施工現場后，通過靜壓或錘擊的方法沉入地下作為基礎。但如果海堤堤基涂面過深，則樁基打設難度將大大提高，預制樁的樁長及打設機具、打設難度等限制了PHC樁的應用；薄壁筒樁、PCC樁復合地基為大直徑現澆混凝土管樁，該技術在龍門支架和設備底盤的支撐下，依靠上部振動頭的振動力，將雙層同心鋼質套管組成的空腔結構及焊接成一體的下部活瓣樁靴沉入預定的設計深度，形成地基中空的環形空腔區域，隨后在空腔區域內均勻灌注混凝土，振動之后拔管，使注于內管中與外部的土體之間形成管樁。由于其施工的特殊性對該工法打樁機具及打樁船要求極高，施工經驗不成熟，難度很大，且沉樁后混凝土的質量檢測難度大。

而沿海相對用的較多的是塑料排水板方案和爆破擠淤方案，塑料排水板方案是在軟土地基中垂直插入特制塑料排水板，然后在堤基表面鋪設一層碎石排水墊層，通過水平和垂直方向排水，提高排水固結的速度，從而使地基土的力學特性在短時間內獲得提升，并使軟土地基的大部分沉降在施工期和基準期內完成；爆破擠淤最初采用的是爆炸排淤填石法，它是在淤泥質軟基中埋放炸藥，在起爆瞬間，拋石體隨即坍塌沖填爆炸產生的空腔，從而達到置換淤泥的目的，其處理深度一般控制在12m以內。近年來，爆炸置換技術得到了長足發展，基于相關計算，發展出了爆炸擠淤置換法，炸藥爆炸產生的巨大推力將淤泥擠出，與此同時拋石體填入淤泥留下的空間，使得置換深度得到了很大提高，置換深度已達30m。該法工后沉降小，施工進度快，但石方用量大，存在著小范圍的環境影響。而在施工技術方面，塑料排水板法施工比較簡單，使用歷史比較長，技術相對可靠，投資比較節省，對環境影響很小，施工經驗豐富，低潮位水下施工也較為方便，在沿海圍墾工程中應用廣泛，其較為適合處理軟基1.0-2.0倍壩高深度。爆破擠淤法雖然自80年代試驗成功，隨后在港口和圍填海工程中得到廣泛應用，但技術標準和安全要求高，必須由專業技術和安全團隊承擔，如果軟弱地層至持力層的深度較大，鉆探未穿透，采用爆破擠淤工程量將十分浩大，如僅進行淺層爆破擠淤，其效果不徹底，沉降差仍會較大，而如處理深度過深，則其投資較大，還存在隱蔽工程監管和檢測難的問題；施工進度方面，爆破擠淤法只要備料充足，施工進度優勢將十分明顯；環境影響方面，由于爆破擠淤法在爆炸時產生噪音和震動，而且需要石方量較大，對海洋環境影響要比其它基礎處理方案大，而且連接段海堤都會產生不同程度的影響，同時爆破引起的硝酸物溶于水和土中，對海域生態環境影響十分不利；工程管理上，由于爆破擠淤施工采用炸藥，且用量較大，工程安全生產責任重大，施工時需要要專人、專船壩頭周邊進行警戒、看護，而且對臨近建筑物有影響，施工管理相對比較麻煩。

3、結論

軟土地基的處理方法多種多樣，相關的研究也一直在快速發展。地基處理的主要目的是增加地基穩定性，所以水利工程技術人員必須意識到軟土地基的危害性，認真學好和做好相關地基處理相關理論和實踐知識，并根據不同的的情況，不同的要求，采取切實可行的方案，同時還應收集工后沉降數據，積累經驗，為今后的施工和技術研究打下基礎。

總而言之，軟土地基處理是個系統工程，在圍墾工程中還應結合工程技術難度、料場供應、地質條件、工程造價、工期要求和環境保護等因素，按照因地制宜的原則進行充分論證，從而更加合理的選用軟土地基處理方案。

參考文獻：

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