李雙來 （天津海事局 天津300211）

0 引言

天津港是在淤泥質(zhì)海岸上建設(shè)的港口，港區(qū)陸域多為吹填造陸而成，陸域地基主要為淤泥、淤泥質(zhì)粘土或亞粘土，其土質(zhì)含水量高、強(qiáng)度低、壓縮性高、滲透性差。在這樣的軟土地基前沿修建碼頭，必須按照設(shè)計(jì)要求對護(hù)岸范圍內(nèi)軟土地基進(jìn)行加固處理。由于港區(qū)的地貌地形變化較大，在前期地質(zhì)勘察中所獲取的地質(zhì)鉆探資料一般具有局限性，一些暗溝及疏浚后的地域不易被發(fā)現(xiàn)，結(jié)果導(dǎo)致在護(hù)岸施工開挖基槽時(shí)，發(fā)現(xiàn)個別地段的地基承載力明顯不足，抗沖刷能力差，不能滿足原有護(hù)岸斷面形式對地基承載力和沉陷的要求，易發(fā)生不均勻沉降、整體滑動等險(xiǎn)情，必須進(jìn)行地基處理，從而提高地基土層的承載力和護(hù)岸穩(wěn)定性。近年來，筆者在航道護(hù)岸工程施工管理中遇到了一些軟土地基情況，并根據(jù)不同情況、不同的制約因素，采取了不同的處理方法，現(xiàn)予以歸納，與讀者共同探討。

1 航道護(hù)岸軟基處理的方法

航道護(hù)岸軟基處理的方法非常多，對于淤泥地基的處理，大致分3類：①改善地基變形與穩(wěn)定性條件。例如：墊層法、鎮(zhèn)壓法和擠淤法等。②使土的孔隙減小，也就是使土顆粒盡量靠攏，例如：預(yù)壓加固法、強(qiáng)力夯實(shí)法和震動水沖法等。③使土顆粒膠結(jié)在一起，例如：硅化法、旋噴法和石灰加固法等。

1.1 墊層法

1.1.1 墊層法的介紹 根據(jù)航道護(hù)岸的具體狀況，通常情況下，墊層法的使用是比較廣泛的。如果建筑物基底下的持力層為軟粘土、淤泥等軟弱土層，不能滿足設(shè)計(jì)要求，在其厚度不超過2 m時(shí)，可將該土層全部挖出，把基礎(chǔ)置于硬土層上；但如持力層的軟土層較厚時(shí)，深度開挖不現(xiàn)實(shí)，就可考慮采用墊層法處理。例如，天津港的許多重力式護(hù)岸，通常情況下，都是使用墊層法進(jìn)行軟基的處理，依據(jù)“就地取材，經(jīng)濟(jì)實(shí)用”的原則，通常采用的是碎石墊層（或塊石墊層）。

1.1.2 墊層的主要作用 ①增加地基的穩(wěn)定性。由于碎石墊層像筏式基礎(chǔ)，它不僅加深了建筑物基礎(chǔ)的埋置深度，而且使建筑物的荷載通過碎石墊層均勻地?cái)U(kuò)散到軟土地基上，減少了軟土層所受的附加應(yīng)力，這對防止地基內(nèi)部局部應(yīng)力集中所引起的剪切破壞有一定作用，不致引起深層滑動，又因基礎(chǔ)底部與碎石墊層間的摩擦力較大，增強(qiáng)了抵抗水平滑動的穩(wěn)定性。②減少基礎(chǔ)沉降量。因?yàn)槌两盗渴桥c地基的附加應(yīng)力成正比的，而緊靠底域內(nèi)的附加應(yīng)力比較大，這部分的沉降量也就大，將持力層的部分軟土換為碎石墊層后，就能夠大大減少基礎(chǔ)的沉降量，并可調(diào)整基礎(chǔ)的不均勻沉降。③加速下臥層軟土的固定。因?yàn)殇佋谲浲翆由系乃槭瘔|層實(shí)質(zhì)上又是排水層，軟土受壓縮后固結(jié)擠出水分，通過透水的墊層滲出，加速軟土的固結(jié)，促使軟土由于固結(jié)所產(chǎn)生的抗剪強(qiáng)度較快增長，從而提高了地基的強(qiáng)度。碎石墊層在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)作為基礎(chǔ)的一部分考慮，其寬度應(yīng)為護(hù)岸基礎(chǔ)的寬度加上2倍墊層的厚度，一般碎石墊層的厚度在0.3～0.5 m，施工時(shí)要將其夯實(shí)。

1.1.3 墊層法的具體施工方法 墊層法的具體施工方法是在軟土地基上鋪設(shè)厚度大約在0.5～1.2 m左右的墊層。進(jìn)行墊層法施工時(shí)，必須保持?jǐn)備伨鶆?，并且保證不要出現(xiàn)非常大的集中載荷作用。使用碎石墊層一方面能夠加深建筑物基礎(chǔ)的填埋深度，另一方面能夠使建筑物的荷載通過碎石墊層在軟土地基上均勻地?cái)U(kuò)散，使軟土層所受的附加應(yīng)力大大減少。通過這種方式，可以避免由于地基內(nèi)部局部應(yīng)力集中而導(dǎo)致的剪切破壞的問題，避免深層滑動問題的出現(xiàn)。而且，由于航道護(hù)岸的軟基基礎(chǔ)底部與碎石墊層之間存在非常大的摩擦力，從而使抵抗水平滑動的穩(wěn)定性得到大大的增強(qiáng)。

在設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該將碎石墊層作為基礎(chǔ)的一部分，碎石墊層的寬度應(yīng)為護(hù)岸基礎(chǔ)的寬度與墊層厚度的二倍之和，通常情況下，碎石墊層的厚度保持在0.3～0.5 m范圍之間，在進(jìn)行施工時(shí)必須夯實(shí)碎石墊層。

1.2 攪拌樁軟基處理技術(shù)

通常情況下，采用墊層法處理軟基即可滿足護(hù)岸設(shè)計(jì)要求，但有時(shí)軟土層很厚，土質(zhì)又差，采用碎石墊層仍不能解決問題，或者護(hù)岸建在遠(yuǎn)離岸邊的水域中，采用墊層法不現(xiàn)實(shí)。此時(shí)應(yīng)考慮采用樁基將建筑物的荷載傳遞到深處的硬土層上，或傳遞給樁周邊的土體，以保證建筑物對穩(wěn)定性和沉降的要求。樁基是一種深基礎(chǔ)地基處理方法，一般在下列情況下采用以下措施：①接近地表為軟弱土層，下臥硬土層，而挖去土層不經(jīng)濟(jì)或不現(xiàn)實(shí)時(shí)；②建筑物的荷載大，不容許發(fā)生較大沉降，而基礎(chǔ)范圍內(nèi)的地基壓縮性相差懸殊時(shí)；③基坑開挖遇到流砂層較厚時(shí)，滲水現(xiàn)象嚴(yán)重，基坑不成型，采用降低水位開挖基坑不經(jīng)濟(jì)或不現(xiàn)實(shí)時(shí)；④利用樁承臺側(cè)向推力，以穩(wěn)定邊坡時(shí)；⑤護(hù)岸有特殊要求，如作為碼頭設(shè)施等。

航道護(hù)岸工程的樁基結(jié)構(gòu)采用的是木樁和鋼筋混凝土樁，一般為摩擦樁，確定單樁承載力，通常通過靜力觸探估算單樁垂直承載力。靜力觸探在樁基中的應(yīng)用主要是確定打入式預(yù)制樁（或木樁）的單樁垂直承載力，以及沉樁的可能性和樁尖持力層等。靜力觸探與打入式預(yù)制樁的工作原理很相似，探頭阻力能反應(yīng)土層天然結(jié)構(gòu)及其沿深度的變化，能確定各層土的摩阻力。

深層攪拌水泥樁對于淤泥、淤泥質(zhì)土、泥炭土和粉土的處理是非常適用的。對于具有侵蝕性的泥炭土或者地下水進(jìn)行處理時(shí)，必須首先通過試驗(yàn)確定深層攪拌水泥樁的適用性。尤其是在冬季進(jìn)行施工時(shí)，必須重視處理效果受到較低溫度的影響。在進(jìn)行深層攪拌樁的施工時(shí)，通過使用攪拌頭，攪拌水泥漿和軟土，每個標(biāo)段必須要有大于或者等于5根的試樁，并且應(yīng)該在試樁完成之后，正式開始水泥攪拌樁的施工。

1.3 施工步驟

通常情況下，可以將攪拌樁軟基處理技術(shù)的施工分為下面9個主要步驟：①樁位放樣鉆機(jī)就位；②鉆機(jī)的檢驗(yàn)和調(diào)整；③正循環(huán)鉆進(jìn)至設(shè)計(jì)深度；④將高壓注漿泵打開；⑤反循環(huán)提鉆并噴水泥漿；⑥至工作基準(zhǔn)面以下0.3 m，對下鉆進(jìn)行重復(fù)攪拌并加噴水泥漿至設(shè)計(jì)深度；⑦反循環(huán)提鉆至地表；⑧結(jié)束成樁；⑨進(jìn)行下一根樁的施工。

項(xiàng)目經(jīng)理部應(yīng)該安排特定的人員進(jìn)行水泥攪拌樁的施工，做好整個施工過程的監(jiān)督和管理工作。應(yīng)該對全部的施工機(jī)械進(jìn)行編號，并且設(shè)計(jì)出各種職位的銘牌，將它們懸掛在鉆機(jī)明顯的地方。例如，應(yīng)該設(shè)計(jì)出鉆機(jī)長、現(xiàn)場負(fù)責(zé)人、現(xiàn)場技術(shù)員、水泥攪拌樁樁長等的銘牌，保證每個人都能夠清楚各自的職責(zé)，防止各個崗位人員對工作互相推諉，將責(zé)任嚴(yán)格落實(shí)到人。水泥攪拌樁開鉆之前，必須使用水對整個管道進(jìn)行清洗，同時(shí)，對于管道中是否出現(xiàn)堵塞問題進(jìn)行嚴(yán)格的檢查，一直等到排空水之后，才可以進(jìn)行水泥攪拌樁開鉆工作。為了使水泥攪拌樁樁體垂直度符合相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)該懸掛一吊錘在主機(jī)上，通過控制吊錘與鉆桿上、下、左、右各個方向的距離相等來進(jìn)行控制?，F(xiàn)場施工人員必須嚴(yán)格做好施工原始記錄，施工原始記錄主要包含：漿深度、停漿標(biāo)高；灰漿泵壓力、管道壓力；施工樁號、施工日期、天氣情況；鉆機(jī)轉(zhuǎn)速；鉆進(jìn)速度、提升速度；漿液流量、每米噴漿量和外摻劑用量；復(fù)攪深度。

2 結(jié)束語

以上為天津港地區(qū)航道護(hù)岸軟基處理的主要方法。結(jié)合不同港口地形、地質(zhì)的具體情況，采取何種方法，應(yīng)因地制宜。在做好調(diào)查、勘探等前期工作的同時(shí)，應(yīng)充分考慮結(jié)構(gòu)合理、工藝簡便、材料來源、工程造價(jià)和工期、安全可靠等因素，經(jīng)方案比選后確定，以此達(dá)到提高地基承載力和穩(wěn)定性，降低造價(jià)，縮短工期，提高效益的目的?！?/p>

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