港口航道護(hù)岸工程中的軟基處理施工工藝

◎陳向陽 方勇 岳陽市交通公路工程建設(shè)總公司

1.港口航道護(hù)岸工程施工所需考慮的關(guān)鍵因素

（1）地質(zhì)條件。不同施工條件下的護(hù)岸工程形式有所差異，需根據(jù)實(shí)際情況合理選擇。對此，在施工前應(yīng)在現(xiàn)場詳細(xì)勘察，掌握施工現(xiàn)場地質(zhì)、水文的具體情況，由此選定合適的施工方法。遇地層變化時增加勘探點(diǎn)，保證結(jié)果的全面性與準(zhǔn)確性。

（2）地基承載力。經(jīng)現(xiàn)場調(diào)查與分析后，明確施工范圍內(nèi)土壤的強(qiáng)度以及物理性能指標(biāo)，以此為參考優(yōu)化護(hù)岸方案，例如適度擴(kuò)大地基承載面積。在形成可行的施工方案后給后續(xù)建設(shè)工作的開展提供清晰的引導(dǎo)。

2.港口航道護(hù)岸工程中常見的軟基處理施工工藝

2.1 墊層處理

軟弱土層含軟粘土和淤泥土?xí)r需進(jìn)行開挖處理，將該部分承載能力不足的土層挖除干凈，再于硬土路基上建造地基，形成穩(wěn)定的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。墊層為主要的結(jié)構(gòu)形式，可采用礫石或塊石材料。在合理設(shè)置墊層后解決建筑基礎(chǔ)深度不足的問題，同時改善護(hù)岸工程整體結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)，使上部荷載向下傳遞至墊層處，再向周邊擴(kuò)散，以免因局部受力過大而沉陷、坍塌。此外，底部的軟土地基與成型墊層間有較強(qiáng)烈的摩擦作用，在該受力關(guān)系下保證墊層的穩(wěn)定性。

2.2 水泥攪拌樁處理

以水泥為主要原材料（作為固化劑），在深層攪拌的作用下將待處理范圍內(nèi)的軟土破碎，再與水泥均勻混合，經(jīng)過充分的攪拌后形成泥漿，依托于水泥的固化作用可以連同軟土共同組成完整的結(jié)構(gòu)體，成型水泥攪拌樁的完整性與穩(wěn)定性較好，可承受上部荷載。相比于常規(guī)的剛性樁，水泥攪拌樁的應(yīng)用優(yōu)勢更為突出，例如強(qiáng)度更高、適用范圍更廣、施工周期更短、經(jīng)濟(jì)效益更突出等。

3.土工格柵加筋土處理

土工格柵加筋土是軟基處理中的重要方法，可取得較好的軟基處理效果，其具體的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)如表1所示。

表1 土工格柵加筋土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)

（1）通過土工格柵的應(yīng)用，壓縮系數(shù)有大幅度降低，壓縮模量隨之增加，軟基所具備的抗變形能力、承載能力均有提升。

（2）土工格柵層數(shù)的改變不會對加固效果帶來明顯的影響，一層土工格柵已經(jīng)可以取得較好的加固效果，三層設(shè)置方式的加固效果與之并無明顯差異，因此在無特殊要求時可采用一層土工格柵的設(shè)置方式，其能兼顧加固效果和經(jīng)濟(jì)效益的雙重要求。

（3）荷載較小時加固效果更為突出。

4.墊層處理方法在軟基處理中的具體應(yīng)用

在本工程中，護(hù)岸結(jié)構(gòu)設(shè)置為斜坡堆石型?，F(xiàn)場勘察結(jié)果顯示，場區(qū)內(nèi)的土層類型以及特性主要有（按自上而下的順序）：細(xì)砂，飽和、稍密，層厚1.0～5.0m，承載力標(biāo)準(zhǔn)值120kPa，孔隙比0.849；粉砂混淤泥，飽和、松軟，層厚0.9～3.9m，承載力標(biāo)準(zhǔn)值50kPa，孔隙比0.738，屬軟弱地基，缺乏穩(wěn)定性；淤泥質(zhì)亞粘土，飽和、軟塑，層厚0.5～3.4m，承載力標(biāo)準(zhǔn)值60kPa，孔隙比0.914，也屬于軟弱地基。可見施工場區(qū)內(nèi)含較多的軟弱地基，需予以處理，保證其穩(wěn)定性。

4.1 鋪設(shè)墊層土工布

海底面標(biāo)高為-3.2～-2.6m，低潮時水位-1.2m，根據(jù)該水文信息可知海底面不能露出。對此，采用水下鋪設(shè)土工布的方法，具體作業(yè)流程如下所示。

①施工準(zhǔn)備。材料采用幅寬為4.5m的聚丙烯有紡2000目土工布，該材料的徑向抗拉強(qiáng)度為50kN/m。提前準(zhǔn)備好材料，在陸上拼接成尺寸為26.0m×13.30m的布塊；為滿足穩(wěn)定鋪設(shè)的要求，在13.30m的兩個邊上分別設(shè)4個扣子（布設(shè)間距保持一致），以便在后續(xù)鋪設(shè)時掛在固定樁上；用鍍鋅鐵管將土工布卷好，轉(zhuǎn)移至陰涼區(qū)域存放以便使用；取規(guī)格為60cm×100cm的聚丙烯編織袋，裝成砂袋，將其拋至土工布施工范圍的外側(cè)，要求每塊土工布均采用200個砂袋，并配套適量長為1m、直徑為120mm的木樁。

②測量定位。以設(shè)計圖紙內(nèi)容為準(zhǔn)，根據(jù)護(hù)岸軸線定出土工布的邊緣線，在水面上穩(wěn)定支立3根導(dǎo)標(biāo)（在設(shè)置時要求三者共處相同的直線上），作為土工布縱向下水位置，依據(jù)該導(dǎo)標(biāo)有序下水；安排潛水員下水作業(yè)，在指定位置穩(wěn)定打設(shè)固定樁，以便在該處掛設(shè)土工布；在陸上適配經(jīng)過校驗(yàn)的經(jīng)緯儀，目的在于利用該裝置控制橫向下水位置，保證土工布可精準(zhǔn)下水至指定位置。

③鋪設(shè)土工布。安排兩條船參與鋪設(shè)作業(yè)，其位置需垂直于護(hù)岸軸線方向，兩船相距13.30m，即土工布的寬度，若無誤則拋錨固定；額外安排1艘船，由其將土工布裝載至護(hù)岸外側(cè)，將卷土工布的鐵管兩側(cè)用繩拴好，經(jīng)過精細(xì)的調(diào)整后使土工布縱向與預(yù)設(shè)導(dǎo)標(biāo)方向垂直，此時將土工布緩慢下水。在此過程中潛水員在水下輔助作業(yè)，調(diào)整成卷土工布的位置，使其精準(zhǔn)就位。若無誤將土工布上的扣子掛在預(yù)先設(shè)定好的固定樁上，再利用砂袋將該邊壓緊，實(shí)現(xiàn)對土工布的固定處理，確保其在鋪設(shè)過程中不出現(xiàn)位移。此后，將棕繩送至牽引船，由該處的工作人員操作牽引繩，實(shí)現(xiàn)對布卷的拉伸處理，若此過程中土工布存在褶皺、位移的情況則暫停拉伸作業(yè)，經(jīng)過整理后再次拉伸，最終將其鋪設(shè)到位。

在前述基礎(chǔ)上，將砂袋壓在土工布上予以固定，確保其在水流作用下依然維持穩(wěn)定，規(guī)避位移、褶皺、受損等問題。第1塊土工布鋪設(shè)完成后開始鋪設(shè)第2塊，兩者形成搭接的關(guān)系，以保證整個土工布的完整性與穩(wěn)定性。兩者的搭接寬度按1.4m控制，按照此方式有序推進(jìn)鋪設(shè)施工進(jìn)程。第1塊與第2塊土工布搭接部位需在離開土工布邊1m處拋壓砂袋，該值不可過小，否則不利于第2塊砂袋的正常鋪設(shè)。通常每3～4塊視為一個施工段，逐段、逐塊施工。

4.2 石渣墊層的施工

土工布易在海水沖刷、侵蝕等作用下而受損，因此需予以防護(hù)，具體可采用石渣墊層。在選用材料時要求石渣中無任何直塊徑超過10cm的塊石，各塊石具有規(guī)整性，不可呈棱角狀、片狀，否則將由于塊石材料過于尖銳而刺破土工布；還要求石渣保持潔凈，含泥量需在5%以內(nèi)。拋填施工采取開船拋填的方法，在現(xiàn)場配備多條船，使其沿著垂直于護(hù)岸軸線的方向有序運(yùn)行，完成拋填作業(yè)。在該作業(yè)方式下保證石渣墊層的平整性以及材料分布的均勻性，減少水下工作量，以較快的速度完成拋填作業(yè)。經(jīng)過拋填施工后，安排潛水員下水詳細(xì)檢查，判斷其是否存在平整性不足、局部漏拋等問題，若有則及時處理，例如整平、補(bǔ)拋，直至各方面均滿足要求為止。

4.3 拋填的作業(yè)要點(diǎn)

拋填施工的技術(shù)要求較高，必須根據(jù)既定的加載高度和加載時間有序施工，不可打破正常的施工節(jié)奏。在各級荷載作用下，隨時間的延長將逐步消除地基孔隙水壓力，使地基恢復(fù)至固結(jié)的狀態(tài)，地基的抗剪強(qiáng)度也有所提升。在堤心石施工過程中，協(xié)調(diào)水域作業(yè)和陸域作業(yè)協(xié)同推進(jìn)。以±0.0m為基準(zhǔn)，以下部分采用水上施工模式，以上部分采用陸上施工模式。將整個拋填區(qū)域劃分為多個作業(yè)段和作業(yè)層，逐段、逐層有序推進(jìn)，同時確保前后鎮(zhèn)壓層的拋填進(jìn)度提前于堤心進(jìn)度，正常情況下工序時間約為3d。經(jīng)過拋填施工后可避免堤身地基因集中受力而失穩(wěn)，保證護(hù)岸結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

5.結(jié)束語

在港口航道護(hù)岸工程施工中，需充分考慮現(xiàn)場地質(zhì)條件，若存在軟基則以合理的方法處理。其中，鋪設(shè)土工布是較為典型的方法。在本文所分析的工程中，采取緊密鋪設(shè)土工布、均勻拋填石渣（防護(hù)作用）等方法，堤心拋填完成后允許20t亂石車在該處通行，穩(wěn)定性得到保證。根據(jù)竣工后一年多時間的監(jiān)測結(jié)果得知沉降量為8cm，無明顯影響，且墻體前沿線無位移現(xiàn)象，總體來看護(hù)岸堤身的穩(wěn)定性較好。