港口航道護岸工程中的軟基處理施工技術

摘 要：由于施工位置的特殊性，在開展港口航道護岸工程時，經常碰到軟土地基的問題，這種地基的特點為容易發生大幅度沉降，需要長時間的壓縮和穩定過程，且側向變形較大以及承載力較低。為了克服這些挑戰，需要采用合適的措施來增強其承載和穩定性能?；诖?，對港口航道護岸工程施工所需要重點分析的主要因素進行了分類說明，詳細探討軟基處理中的墊層法、攪拌樁處理軟基技術、降低地下水位法、強夯施工技術以及排水板堆載預壓施工技術5種施工技術，嘗試從施工管理工作、安全警戒水域以及信息化服務平臺等3個方面進行優化提升，以此來改善港口航道護岸工程中的軟基處理施工水平。

關鍵詞：港口；航道護岸；軟基處理；施工技術

中圖分類號：U61" " " " " " " " " " " " " " " " " " "文獻標識碼：A" " " " " " " " " " " " " " " " 文章編號：2096-6903（2024）04-0117-03

0 引言

在港口航道的護岸施工過程中，面臨非常多的挑戰，尤其是對地質環境的要求極為嚴格。若地基承載力不足，必須運用高效的技術進行改良，以防工程基礎性能受損。在航道護岸保護工程施工期間，運用軟基處理技術強化軟土地基至關重要，一定要保障全程施工都順利無阻，達到增強工程穩定性的效果。對港口航道護岸保護工程的施工過程進行深入分析，并科學使用各種軟基處理技術，是保障工程質量并推動港口航道各類保護工程能夠不斷完善發展的關鍵。

1 港口航道護岸工程施工所需考慮的關鍵因素

1.1 地質條件

在設計護岸工程時，必須考慮地基的地質特性，從而確定工程形式。在決定護岸結構的設計方案之前，應對工程區域內的水文地質環境進行全面評估，考慮到地層和地形的多樣性，在不同地貌的關鍵區域分布勘察點，對各個區域的具體條件有深入的了解，讓所有準備工作都能有效地執行。

1.2 地基承載力

根據實地勘探的數據，對每個區域的土壤物理特性和層強度進行準確評估，以此為基礎指導護岸斷面設計進行精準優化。做施工計劃時，需嚴格遵循設計規范，如考慮加厚基底的沙土墊層。在選擇樁基礎作為支撐時，要重點估算樁體的側向阻力，還要精確計算所需樁基的數量、長度以及樁與樁之間的間隔。為了降低施工成本，樁基數量不宜過多，間隔也不應過密[1]。

1.3 施工場地和設備

在開展護岸工程的施工時，現場和鄰近環境及使用的設備都會對工程進展產生影響，如基坑挖掘的坡度選擇不當，可能導致坍塌問題。尤其在人口密集的地方，這種情況很大可能給人員安全和個人財產帶來損害。在進行樁基施工的過程中，鄰近建筑和居民的日常生活也可能受到干擾。因此，在規劃大型施工設備的進出路徑時，也需細致考慮各方面的因素。

1.4 工程造價和施工工期

軟基處理施工技術的實施環節中，如果遇到工地范圍比較大且施工土壤軟，建議選用井點排水法、擴展地基面積或鋪設碎石墊層來達到設計的要求。如果工作區域狹小且有非常厚實的軟土層，就需要使用特殊處理技術。

在港口航道及堤岸工程上，工程規模往往較小，若以縮減工期并減少成本開支為前提，就要限制大型設備的作業頻率。在地基條件不理想且施工難度大的情況下，為了避免拖延工程時間，就要將地基的狀況列為決定樁型選擇的關鍵條件。

2 港口航道護岸工程中常見軟基處理施工技術

2.1 墊層法

現階段的港口航道護岸工程中，較常使用墊層法處理軟土地基。當建筑物的基底下是軟黏土或淤泥等弱性土層，無法符合設計要求時，可以移除掉2 m以內厚度的土層，并將工程的基礎安置在更堅固的土層上面。

但如果承載層的軟土較厚，深度挖掘變得困難且耗時，就可以采用墊層法來處理這些沉積土層。實施墊層法時，要鋪設0.5～1.2 m的高強度材料。移除表面的軟弱土層，將高強度的墊層材料均勻地攤鋪在軟土層上面，從而減輕上部結構荷載對軟土層的壓迫。在清理后的地基上鋪設一層或多層的墊層材料，如砂石、碎石、工業廢渣等。這些材料具有良好的排水性和較高的穩定性，可有效分散上部荷載，減少地基沉降。

在施工中，需確保墊層材料的厚度、均勻性和密實度。墊層的厚度應根據軟土層的特性和工程負荷進行科學計算，確保具有足夠的承載力[2]。墊層材料的選擇需考慮到地質環境和工程需求，選用適宜的材料以達到最佳的處理效果。在流動性較大的淤泥層中，可選用粒徑較大的碎石作為墊層材料，以增強排水性和穩定性。還要嚴格控制墊層的施工速度和質量，避免因施工不當導致地基不均勻沉降或者結構破壞。施工監測和質量控制是保證墊層法施工成功的關鍵，通過實時監測地基沉降、墊層壓實度等關鍵指標，有利于及時調整施工方案，確保工程質量。

2.2 攪拌樁處理軟基技術

2.2.1 試樁要求

深層水泥攪拌樁技術非常適合用在處理淤泥、淤泥質土、泥炭土和粉狀土等軟基地層。在應用于泥炭土或含有侵蝕性地下水的土層時，必須進行前期試驗以確定其適用性。由于冬季低溫會影響施工效果，所以在制定施工計劃應特別注意氣候條件。

深層水泥攪拌樁技術通過使用攪拌機頭混合水泥漿和軟土層，每個施工段落至少需進行 5 根試樁，只有在試樁達到預期標準后，才能開始正式的水泥攪拌樁作業。試樁的質量檢測可以在施工一周后進行，方法包括直接挖掘或至少兩周后取樣進行芯樣分析。

2.2.2 工藝流程

一般情況下，對軟基地進行攪拌樁處理的施工流程如下：樁位的定位及旋挖鉆機的放置→進行鉆機的檢驗和調?！ㄟ^正循環模式鉆達設定深度→開啟高壓注漿泵→使用反循環技術提起鉆頭同時噴射水泥砂漿→在接近設計的工作基準面下0.3 m時，反復下鉆與攪拌，并不斷噴射水泥砂漿直至到達設定深度→以反循環模式將鉆頭提到地面上→完成一根樁的施工→繼續前往下一樁位重復此過程。

項目管理部門應指派專職人員負責水泥攪拌樁的施工工作，并對機械設備進行編號管理，現場技術人員、現場負責人、樁的長度和間距等關鍵信息應制成標識牌，并懸掛在鉆機的顯眼位置上，明確各職責人員、責任分配到具體的人員。

在水泥攪拌樁開始鉆進之前，必須先使用水清潔整個管道系統，并檢查管道是否有堵塞現象，確保水流通無阻后，才能開始鉆進作業。為了保障水泥攪拌樁的垂直度達到規定的標準，建議在主機內掛設一個重錘，以此重錘作為核心參考點，通過調整使重錘與鉆桿的上下左右間隔保持一致。細致檢查每一根完成的攪拌樁，重點監控水泥的消耗量、水泥漿的配制量、噴射和攪拌過程的時間長度、重復攪拌的次數以及在壓漿階段是否存在漿料中斷的情況。

在首次進行鉆進時，為避免管道堵塞，建議采用帶漿鉆進方法。此時的噴漿量應控制在總需求量的50%以下，并且不宜使用清水鉆進。在初次鉆進和提鉆的過程中，應避免使用底部阻擋技術，并在復攪階段適當增加一個操作等級。每個樁的正常成樁時間應不少于40 min，且噴漿壓力需保持在0.4 MPa以上。

為確保水泥攪拌樁的端部、頂部和整體質量符合設計規范，在首次提鉆和噴漿過程中，需要在樁底部短暫停頓大約30 s。在余漿提升階段必須將所有漿料注入樁體內，在樁頂對樁頭進行仔細處理，并控制停留時間在30 s左右。當噴漿作業因電力中斷或設備故障等意外情況被迫暫停，必須迅速而準確地標記下作業中斷時的深度位置。在12 h內應采取補噴措施，并將補噴的具體過程詳細記錄在施工記錄中。補噴區域的重疊長度需要保證至少為0.1 m，如果補噴工作在12 h后仍未實施，應考慮對該樁重新進行施工[3]。

2.3 降低地下水位法

2.3.1 淺集水坑排水方法

此技術適用于砂土和軟土基礎，尤其在砂質土壤中效果顯著，其滲透性高，固結速度快，適合于基坑斜坡和底部出現涌水時使用。該方法能夠將涌出的水集中到淺坑內然后再將積水排出。這種排水方式尤其適宜于小型排水工程，以及地基穩定、坡度平緩的開挖工程。由于該技術使用的機械簡便、成本效益高、操作易于掌握，因此在海港和水道的岸線工程中得到廣泛應用。

斜坡的下方區域存在的滲透壓力可能導致土壤變松，從而增加坡面崩塌的可能性。這種風險在粉土和細砂混合成透鏡狀時更為顯著，為了防止這種情況，可以使用板樁作為側圍墻，只在底部進行涌水處理，有效地維護坡面的穩定。

2.3.2 自滲砂井與管井抽降方法相結合的排水方法

當處理高地下水位的護岸工程時，使用輕型井點圍繞式排水是降低水位的首選方法，這一技術要求井點間的距離不超過2 m。在護岸基礎工程施工過程中，做好地基的排水處理是關鍵步驟，目前普遍采用的是管道抽水法用來降低水位。

地層之間滲透性不足會導致管井在處理層間積水方面的效率較低，管井的單個排水量受限造成成本上升，項目的經濟效益減弱。但使用這種方法，基坑周圍的降水處理往往不能達到基坑干燥施工的標準。為尋求經濟性與實用性兼具的基坑降水解決方案，將自滲透砂井和管井抽水技術應用于深層基坑的降水工程，可以獲得較好的降水效果，還能控制成本[4]。

2.4 強夯施工技術

該技術使用特制的夯擊設備，精準地控制力度對土體進行周期性沖擊，壓實土層并減少其孔隙比，改善土體的工程性能。此過程中，根據地層特性和工程要求配置夯錘質量和落距，夯擊時夯錘自設定高度自由落下，對軟基地層施加瞬時高壓力，土體會發生壓密和位移。夯擊過程需遵循預定的點位布局，按照從中心向外圍、由淺入深的順序進行。每次夯擊完成后，需對夯實效果進行檢測，如果效果不理想可進行多遍夯擊。

2.5 排水板堆載預壓施工技術

該技術主要通過設置排水板來加速軟土地基的固結，進而通過堆載預壓來提高地基的承載力和穩定性。在排水板安裝之前，要先平整好施工的地面，確保排水板鋪設的平整度和密實度，隨后按照預定方案鋪設排水板，然后嚴密對接好排水板，避免出現排水不暢的現象。排水板安裝完畢后，在其上鋪設一層過濾層，以防止細小土粒隨水流進入排水板，影響排水效果。

隨后開始堆載預壓工作，通常預壓材料可以是砂石、土方或其他材料，堆載的高度和分布應根據地質條件和設計要求進行優化。在堆載過程中，需密切監控地基的沉降情況，以評估預壓效果和排水板的工作情況，待地基沉降趨于穩定，且達到設計要求后，方可逐漸減少或移除預壓材料。

3 加強港口航道護岸工程軟土地基施工效果的措施

3.1 結合工程情況落實施工管理工作

在進行港口航道的護岸建造工程時，施工企業需按照工程特定的需求設立一個全面的建筑技術管理架構。此架構應根據工地的具體狀況進行適當的調節與完善，從而提升建設活動的安全水平，保障建設隊伍成員的個人安全。管理團隊必須制定嚴謹的建設人員管理規則，清晰界定各類標準與規定，以確保建設工作的質量得到持續提高。為實現港口航道加固工程的施工目的，需依據工程特定需求挑選合適的施工方法，確保工程的每個階段都得到恰當的執行，從而最大化施工技術的有效性，提升工程整體的建設質量。

3.2 合理設置施工安全警戒水域

為加強港口航道護岸工程在軟土地基上的施工效果，一定要合理設置施工安全警戒水域。操作前要先明確劃定警戒水域的范圍，需依據工程規模和施工環境的具體特點來確定。設置警戒水域不僅有助于防止非施工船只進入施工區域，減少外部干擾，保障施工安全，還能為施工人員提供了清晰的作業界限，有效避免了施工中的安全事故。

在設置警戒水域時，應考慮潮汐、流速等自然條件的變化以及附近航道和港口的運營狀況，確保警戒水域的設置既符合施工安全需求，又不干擾周邊航道的正常運作。通過科學規劃并持續監控警戒水域，確保施工過程中的高效性和安全性，從而提升整個港口航道護岸工程軟土地基施工的效果[5]。

3.3 建立航道管理信息化平臺

航道管理信息化平臺集成了施工數據的實時監控、分析和管理功能，使工程管理更加高效、準確。通過信息化平臺，可以實時跟蹤施工進度，監測施工區域內的環境變化，如潮汐、水流和天氣狀況，確保施工調整及時且適宜。該平臺能有效管理施工資源，包括人員、設備和材料的分配與調度，大幅提升資源利用效率。還具備預警系統，能夠及時發現施工中地基不穩定或水流異常等風險點，有針對性地讓相關人員采取預防措施，防止事故發生。

信息化平臺的建立還促進了與其他相關部門的信息共享，包括港務管理和環保監管，讓施工活動在符合法規要求的前提下，還能兼顧環境保護的目的。通過這種全面的信息化管理，不僅提高了軟土地基施工的效率和安全性，還確保了工程質量和環境的可持續性。

4 結束語

軟基處理在港口航道的護岸施工建設中有著非常重要的地位。港口航道的護岸建設有非常多的軟基處理技術。雖然這些技術形式各異，但其共同目標是加強地基的穩固性和承載能力，以此確保工程的高質量和安全性。在施工時，需根據具體區域的具體情況選擇最適宜的處理方法，以達到最優成效。

參考文獻

[1] 董偉，田路路.港口航道工程中的護岸及疏浚工程施工工藝[J].四川建材，2022，48（10）：131-132，143.

[2] 魏安翔，王洪鋒.軟基處理技術在港口航道護岸工程中的應用研究[J].中國水運（下半月），2018，18（12）：142-143.

[3] 顧嘉麗，萬伊琳.航道護岸基礎工程施工技術[J].黑龍江交通科技，2018，41（11）：18-19.

[4] 馬新風.航道整治護岸工程施工技術及質量控制措施[J].珠江水運，2018（11）：60-61.

[5] 秦學.軟弱地基護岸工程建設中的水泥攪拌樁施工技術[J].珠江水運，2020（7）：57-58.

收稿日期：2023-12-10

作者簡介：時李成（1988—），男，江蘇徐州人，本科，工程師，研究方向：港口工程。