高壓旋噴樁在堤防提標加固建設工程中的應用

李勇

（湖北省水利水電規劃勘測設計院珠海分院，廣東 珠海 519000）

1 工程概況

堤防提標加固建設工程位于珠江口磨刀門水道東岸，地跨中山、珠海兩市，起點位于中山的馬角山，堤線沿磨刀門水道東岸、馬騮洲水道北岸及前山河水道西岸，終點位于珠海的石角咀水閘。工程提標加固前經歷了 “天鴿”、“山竹”、“瑪娃”3 個超強臺風，堤防主體完好，但堤內外護面護坡及其附屬設施出現了不同程度的損失。已低于設計防洪潮標準。

工程位于珠江三角洲河口區，軟土層厚度一般較大，且不均勻，具有承載力低、高壓縮性、中等靈敏度等特點。由于軟土層厚度不一，堤身土方回填量大，且主體工程用地范圍受限，為確保堤防建筑物結構穩定，需對軟基進行處理。軟基處理質量的好壞，直接影響工程上部建筑物的質量。

2 高壓旋噴樁基礎處理方案

因高壓旋噴樁基礎處理段堤外現狀為魚塘，堤外征地存在一定難度，且該段舊堤身內部存在孤石，考慮維持外平臺現有寬度，在堤身打高壓旋噴樁4 排加固堤基，以滿足堤身穩定。

圖1 高壓旋噴樁基礎處理典型斷面圖（高程單位：m；尺寸單位cm）

3 堤防穩定驗算

3.1 計算參數

提標加固工程海堤為老堤加培，堤基從上到下主要分布淤泥、淤泥質粘土、含砂（礫）粘土等，其中淤泥或淤泥質厚度較大，地基承載力和強度指標均較低，是滑弧易穿越的主要地層。首先對現狀海堤堤身穩定狀態進行復核，以了解現狀海堤安全裕度，根據復核計算，按地質試驗快剪指標計算得到現有海堤施工期的抗滑穩定安全系數普遍遠小于1.0，安全系數只有0.5～0.7，與現狀海堤是穩定且沒有發生滑移的實際狀況不相符，經分析，主要是地質試驗的堤基軟土抗剪強度指標可能偏小，難以準確反應現有堤身對堤基軟土的固結作用等現場實際情況。

為使本次提標加固設計斷面在保證安全的前提下更加優化合理，有效控制工程投資，需結合現狀對海堤整體抗滑穩定安全進行反演計算，以便得到比較客觀的堤基軟土抗剪強度指標。經綜合分析，假設在施工工況下堤身臨水坡為臨界穩定狀態，即控制現有堤身穩定安全系數為1.0～1.05 之間，通過反算得到堤身下和堤外海側淤泥質粘土和淤泥快剪強度指標：淤泥（6.3kpa 及5.0°）。同時結合地區經驗，對反算得到的軟土抗剪強度指標乘以0.95的折減系數，用于指導提標加固設計。

為驗證折減后的軟土抗剪強度指標是否合理，進一步對選定的典型斷面的現狀進行了驗算，其計算出的最小抗滑穩定安全系數大于1.0（計算結果見表1），與實際情況相符，因此折減后的軟土抗剪強度指標是基本準確和合理的。

表1 選定典型斷面堤身抗滑穩定復核計算成果表

本次提標加固海堤整體抗滑穩定計算各土層的快剪強度指標見表2。

表2 堤身抗滑穩定計算參數表

表3 加固典型斷面堤身抗滑穩定計算成果表

3.2 計算結果分析

從計算結果可以看出：

（1）計算斷面的最不利工況均出現在施工期遭遇外海低潮位。按反演計算并進行折減后確定的軟土抗剪強度來指導提標加固斷面設計，提標加固斷面的堤身整體抗滑穩定最小安全系數均滿足規范要求。

（2）本段外海岸坡現狀抗滑穩定安全系數較低，本次采用高壓旋噴樁加固地基土體，有效提高了整體穩定性，保證了工程安全。

4 高壓旋噴樁抽芯檢測結果

高壓旋噴樁成樁達到齡期28d 后進行了抽芯檢測，檢測結果：芯樣連續、完整、堅硬。樁體均勻性良好，樁身強度滿足設計要求，取芯率滿足規范要求。

實踐表明，高壓旋噴漿噴射能量大、速度快，對從粒徑很小的細粒到含有顆粒直徑較大的卵石、碎石土，均有很大的沖擊和攪動作用，使注入的漿液和土拌和凝固為新的固結體。該方法對淤泥、淤泥質土、流塑或軟塑黏性土、粉土、砂土、黃土、素填土和碎石等地基都有良好的處理效果[11]。

圖2 高壓旋噴樁基礎處理抽芯檢測圖

5 結束語

（1）提標加固段海堤選用高壓旋噴樁作為軟基處理方式，是因工程用地受限，外海側無法采取常規反壓措施以及該段舊堤身內部存在孤石，若采用水泥攪拌樁難以按照施工工期開展工作，采用高壓旋噴樁不受孤石影響，能保證施工效率，按期完成施工任務并投產使用。

（2）堤防軟基采取加固措施后，應加強堤防的位移與沉降觀測。定期對施工時預埋的各個沉降標點進行觀測，通過觀測數據基本可以對堤防的整體穩定做出評判。如出現異常，能夠做到早發現、早處理，防事故于未然。