摘要：針對(duì)沿海地區(qū)軟土分布較為普遍，天然地基承載力往往達(dá)不到工程設(shè)計(jì)要求的情況，文章提出采用振沖擠密法作為地基處理方法，并以平陸運(yùn)河欽州城區(qū)段犁頭嘴海堤地基處理為依托工程，探討了振沖擠密法在海堤地基處理工程中的應(yīng)用效果。經(jīng)振沖效果檢測(cè)可知，該工程處理后的地基承載力明顯提升，增幅為62.5%～95.8%，達(dá)到了設(shè)計(jì)目標(biāo)，而且具有擠密效果顯著、施工便捷、環(huán)境影響小、成本經(jīng)濟(jì)等優(yōu)點(diǎn)，可在類(lèi)似工程建設(shè)中推廣應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：海堤工程；地基處理；振沖擠密；地基承載力

中文分類(lèi)號(hào)：U656.31+4A030072

0引言

沿海地區(qū)工程項(xiàng)目遇到軟土地基的情況較為常見(jiàn)，且軟土地基在天然狀態(tài)下往往達(dá)不到工程要求的地基承載力。軟土地基是海堤工程施工中經(jīng)常需要解決的問(wèn)題，其地基處理的傳統(tǒng)方法有預(yù)壓法、換填法、夯實(shí)法、復(fù)合地基等。振沖擠密法作為一種低成本的地基處理方法，在港口碼頭工程中應(yīng)用較多，在水利工程的海堤基礎(chǔ)處理應(yīng)用較少。振沖擠密法通過(guò)對(duì)土體進(jìn)行振動(dòng)和擠密，可以有效改善土體的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，從而提高地基的安全性和穩(wěn)定性［1］。該技術(shù)具有多種優(yōu)點(diǎn)，如施工速度快、施工成本低、環(huán)境影響小等。

本文通過(guò)對(duì)振沖擠密法在平陸運(yùn)河海堤地基處理中的應(yīng)用進(jìn)行研究和探討，為后續(xù)類(lèi)似海堤工程的設(shè)計(jì)和施工提供有價(jià)值的參考和借鑒。

1工程概況

該工程為受平陸運(yùn)河建設(shè)影響改建的海堤工程。平陸運(yùn)河工程是新中國(guó)成立以來(lái)建設(shè)的首條大運(yùn)河，也是西部陸海新通道的骨干工程，可通航5 000噸級(jí)船舶。犁頭嘴海堤是欽州城區(qū)防洪工程的重要組成部分，防洪（潮）標(biāo)準(zhǔn)為20年一遇，堤防等級(jí)為4級(jí)，其位于欽江下游，距離入海口約6 km，為潮汐河段。堤防附近生長(zhǎng)有紅樹(shù)林，屬于生態(tài)敏感區(qū)，環(huán)保要求高。

本次需改建的犁頭嘴海堤堤線總長(zhǎng)1.83 km，對(duì)應(yīng)的平陸運(yùn)河航道樁號(hào)為K113+383～K114+529、K115+786～K116+353，最大堤身高度約為6 m，采用均質(zhì)土堤。海堤典型橫斷面見(jiàn)圖1。工程所在河段為海陸交互沉積區(qū)，岸坡開(kāi)挖高度約13 m左右，覆蓋層以中粗砂、粉細(xì)砂、粉質(zhì)黏土為主?，F(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)地基承載力為80～100 kPa，不滿足海堤地基承載力（≥130 kPa）的設(shè)計(jì)要求。為防止后期地基發(fā)生較大沉降，引起堤身的變形開(kāi)裂，需要針對(duì)砂性地基進(jìn)行處理。

2振沖擠密法機(jī)理及優(yōu)點(diǎn)

振沖法是一種增強(qiáng)地基承載力和穩(wěn)定性的有效處理方法，適用于處理松散砂地基，其原理是通過(guò)振沖裝置產(chǎn)生高頻振動(dòng)，壓迫周?chē)馏w，使砂層液化，砂顆粒重新排列，從而減少土體孔隙，增強(qiáng)地基承載力和抗震能力。

振沖擠密法最早在1937年應(yīng)用于德國(guó)柏林市的粗砂地基加固［2］，有效提高了地基承載力和相對(duì)密度，隨后逐漸被全球認(rèn)可。20世紀(jì)50年代末至60年代初，英國(guó)、德國(guó)和美國(guó)通過(guò)回填碎石方法擴(kuò)展了其應(yīng)用范圍，發(fā)展出無(wú)填料振沖法和填料振沖法兩大分支。前者適用于中、粗砂加固，后者適用于黏性土加固。振沖擠密法除了可提高基礎(chǔ)承載力外，還作為砂基抗震防止液化的有效措施得到了廣泛應(yīng)用。

目前軟土地基處理方法比較多，海堤工程設(shè)計(jì)規(guī)范中明確：淺埋的薄層軟土宜挖除，當(dāng)軟土厚度較大難以挖除或挖除不經(jīng)濟(jì)時(shí)，可采用控制填筑速率法、放緩邊坡或反壓法、排水墊層法、水泥攪拌樁法、樁基復(fù)合地基法、土工織物鋪墊法、排水井法、拋填擠淤法、爆炸置換法等，亦可綜合多種方法進(jìn)行處理［3］。

與水泥攪拌樁法［4-5］等地基處理方法相比，振沖擠密法具有施工便捷、效果顯著、費(fèi)用低、對(duì)環(huán)境影響小等優(yōu)點(diǎn)，具體見(jiàn)下頁(yè)表1。

3在平陸運(yùn)河海堤地基處理中的應(yīng)用

3.1振沖地基處理設(shè)計(jì)

犁頭嘴海堤為河口三角洲地貌，水面寬廣，河底高程為-3～-1 m，兩岸灘涂地面高程為1～4 m。海堤基礎(chǔ)落實(shí)在海陸交互相沉積層（Qmc）的中粗砂層上，砂層黃褐色，松散狀，主要由石英、長(zhǎng)石等礦物組成，含少量礫石，含泥量約5%～10%，局部相變?yōu)榈[砂，層厚約2～5 m，自然狀態(tài)下承載力較低。

工程區(qū)場(chǎng)地開(kāi)闊平坦，交通方便，具備大型施工設(shè)施進(jìn)場(chǎng)條件。由于采用換填法工程量較大，且會(huì)影響現(xiàn)有堤防安全；受項(xiàng)目用地限制，放緩邊坡或反壓法涉及新增用地，較難處理；水泥攪拌樁法投資較大，且可能會(huì)影響到周?chē)t樹(shù)林生態(tài)，也不適用。

因此，在綜合考慮后，平陸運(yùn)河犁頭嘴海堤采用無(wú)填料振沖擠密法進(jìn)行海堤基礎(chǔ)加固。

振沖處理范圍為海堤基礎(chǔ)以外5～10 m，振沖深度要求穿過(guò)砂層1.0 m或至巖石基面。振沖點(diǎn)孔位按等邊三角形布置，以邊長(zhǎng)2 m的等邊三角形布置，采用ZCQ-75振沖器［6］。

主要振沖參數(shù)如下：

（1）密實(shí)電流＞75A。

（2）水壓為0.5 MPa。

（3）提升速度為1.5 m/min。

（4）每段提升高度為1.0 m，每段留振45 s。

振沖擠密施工過(guò)程［7］：?jiǎn)?dòng)振沖器，檢查空振電流（25A左右）；打開(kāi)水閥供水，同時(shí)啟動(dòng)卷?yè)P(yáng)機(jī)下振；振沖器提管上畫(huà)有明顯標(biāo)尺，啟動(dòng)振沖器，使振沖器以1～2 m/min的速度徐徐下沉；當(dāng)振沖器下沉至設(shè)計(jì)底標(biāo)高時(shí)，減少?zèng)_水，并在這一深度留振30 s；當(dāng)電流達(dá)到密實(shí)電流時(shí)盡量保持留振時(shí)間，然后提升，繼續(xù)留振，如此反復(fù)直至振沖器提出砂面，移機(jī)至下一個(gè)振點(diǎn)。

3.2振沖施工過(guò)程控制

振沖擠密施工過(guò)程中的密實(shí)電流是反映砂基加固密實(shí)程度的關(guān)鍵指標(biāo)。因此，必須嚴(yán)格按設(shè)計(jì)要求的密實(shí)電流進(jìn)行施工，以確保砂基的加固效果。留振時(shí)間是影響砂土液化程度和影響范圍的重要參數(shù)，留振時(shí)間的長(zhǎng)短會(huì)影響砂土的液化程度，顆粒細(xì)則留振時(shí)間長(zhǎng)。故在施工過(guò)程中應(yīng)依據(jù)砂的粒徑適當(dāng)調(diào)整留振時(shí)間。同時(shí)，必須嚴(yán)格控制提升速度，避免振沖時(shí)間過(guò)短及漏振的情況發(fā)生，以確保砂基的加固效果［8］。

此外，樁位平面偏差也是振沖加密施工過(guò)程中的重要指標(biāo)。為了確保樁位的準(zhǔn)確性，須將樁位平面偏差控制在半個(gè)振沖器直徑以內(nèi)。施工時(shí)，必須嚴(yán)控垂直度、分段提升高度及振沖深度，以確保樁位的準(zhǔn)確性。

施工前，須認(rèn)真檢查振沖器的絕緣性能，以確保振沖器的安全性和可靠性。

3.3振沖效果的檢測(cè)

該工程平均砂層厚度為2～4 m，與常規(guī)的振沖擠密施工項(xiàng)目比，砂層厚度相對(duì)較薄，振沖效果有待檢驗(yàn)。為此，在進(jìn)行工程施工前，選取一段海堤基礎(chǔ)進(jìn)行生產(chǎn)性試驗(yàn)，以檢驗(yàn)振沖擠密的效果，試驗(yàn)段面積為800 m2。試驗(yàn)段檢測(cè)結(jié)果如表2所示。由表2可見(jiàn)，在進(jìn)行振沖擠密后，地基承載力有了顯著提升，滿足設(shè)計(jì)要求。

4結(jié)語(yǔ)

沿海地區(qū)軟土分布較為普遍，天然地基承載力往往達(dá)不到工程設(shè)計(jì)要求，軟土地基處理是海堤工程常遇到的問(wèn)題。但在以往的海堤工程中地基處治方式采用振沖擠密法的案例比較少。

本文依托項(xiàng)目表明振沖處理在海陸交互沉積區(qū)砂層厚度相對(duì)較薄的情況下仍有較強(qiáng)的適用性，處理后地基承載力明顯提升，增幅達(dá)62.5%～95.8%，達(dá)到了設(shè)計(jì)目標(biāo)，并且具有擠密效果顯著、施工便捷、環(huán)境影響小、成本經(jīng)濟(jì)等優(yōu)點(diǎn)，可在類(lèi)似工程建設(shè)中推廣應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)：

［1］李繼才，叢建，曹軍.振沖法加固砂土地基工藝選擇及施工參數(shù)控制［Ｊ］.水運(yùn)工程，2018（10）：197-202.

［2］STEUERMAN S.A new soil compaction device［J］.Engineering News Record，1939（1）：56-58.

［3］GB/T51015-2014，海堤工程設(shè)計(jì)規(guī)范［S］.

［4］段繼偉，龔曉南，曾國(guó)熙.水泥攪拌樁的荷載傳遞規(guī)律［J］.巖土工程學(xué)報(bào)，1994，16（4）：1-8.

［5］徐新躍.水泥土攪拌樁加固軟土地基試驗(yàn)研究［C］.巖石力學(xué)新進(jìn)展與西部開(kāi)發(fā)中的巖土工程問(wèn)題—中國(guó)巖石力學(xué)與工程學(xué)會(huì)第七次學(xué)術(shù)大會(huì)論文集，2002.

［6］JTS 147-2017，水運(yùn)工程地基設(shè)計(jì)規(guī)范［S］.

［7］JTS 206-2017，水運(yùn)工程地基基礎(chǔ)施工規(guī)范［S］.

［8］鄭華強(qiáng).碼頭后方回填砂振沖密實(shí)施工技術(shù)淺析［J］.低碳世界，2014（22）：275-276，277.

作者簡(jiǎn)介：張倩（1993—），碩士，工程師，主要從事水工結(jié)構(gòu)工程、水運(yùn)工程管理工作。