淺談軟地基堤防的搶險方法

謝淼山 廣東省江門市新會區三江鎮農業綜合服務中心

要想實現對堤防工程軟土地基的科學處理，提高地基的牢固度以及地基土體的承載力水平，就必須重點圍繞軟土地基進行科學地處理，采用合理的加固措施。然而，軟地基的處理需要結合堤防工程的實際情況，對其破壞機理科學分析的基礎上來采用有效的處理方法，只有這樣才能真正地提高堤防工程軟土地基質量。

1.工程概況

某城鎮區的某村堤防地處潭江的支流上，該堤防由于距上次加固時間較長，加上軟地基的原因，堤防有部分較低矮，急需對該堤防進行加固。該堤防加固的設計斷面為堤頂寬3米，內外側坡比為1:2，高程為3.3米，經土方鋪筑、機械分層壓實、加土至設計高程等加固措施的利用，使得堤防地基初期得到加固，然而，后期堤防靠外江側100m處多次發生崩塌。經現場分析：由于此堤防處于潭江一支流，寬度為100m，堤防對岸有一座水閘，水閘水流反復沖刷，河床與堤面高差10m,再加上堤防背水面為魚塘，在兩水夾一堤的局面下，且恰逢潮汐落差較大時期，都造成了加固后的堤防反復崩塌。由于該堤防發生了兩次崩塌，已經形成了一個滑動面，經研究，不適合再在原基礎上修筑堤防，故計劃在堤防后面重新修筑堤防。

2.軟土地基堤防的破壞機理分析

導致軟土地基堤防出現崩塌或失穩的一大成因為軟土地基某一面的剪應力超出了其抗剪強度，從而使得穩定平衡受破壞，具體體現在以下兩大方面：第一，隨著剪應力的逐漸增強，特別是一些當堤防工程頂部填土量較大，堤防自身需承受較大的重量，外界降雨又進一步增加了土體的容重，水位降落進而產生滲流力；第二，因為軟土地基自身抗剪強度逐漸下降，特別是當孔隙水應力不斷升高，外界氣候變化等造成的地基干裂、粘土夾層由于受水體浸泡而變軟，粘性土增多，從而應力下降，導致堤防地基牢固度下降。對于本堤防工程來說，正是因為處于潭江支流，且堤防兩邊分別收到水閘水流以及魚塘水體等的沖刷，在加上潮汐落差等因素的影響，從而使得地基土體的抗剪強度下降，孔隙水應力持續升高，進而導致堤防地基變軟，出現反復崩塌現象。

3.軟土堤防的搶險措施

3.1 明確問題成因，制定搶險方案

軟土堤防搶險的關鍵是明確問題的來源與成因，進而在此基礎上來針對性地采取解決性對策和措施，這樣才能達到具體問題具體分析，也才能真正地提高軟土堤防的加固質量。

對于本工程來說，經過深入勘察與分析得出：造成此堤防崩塌及搶險后再崩塌的主要原因有：第一，施工期間潮汐落差較大，堤面和河床底高差大，崩塌的時間正好是潮退的時候，造成堤防缺少河水的頂托；第二，由于堤防土方回填的原因，堤身自重變重，容易造成下陷。搶險的時候由于加載過快，故再次發生塌方。由于該堤防發生了兩次崩塌，已經形成了一個滑動面，經研究，不適合再在原基礎上修筑堤防，故計劃在堤防后面重新修筑堤防。

3.2 重新修筑堤防，加固堤防

堤防故障類型不同，對應的搶修方案也不同，對于此工程來說，發生堤防崩塌的主要成因為大的潮汐落差，以及背水面魚塘與對岸水閘的雙重沖擊，從而導致加固后的堤防依然反復崩塌，而且崩塌的堤防已經形成一個滑動面，在這種條件下，不應在原基礎上修筑堤防，而是要在堤防后方重新修筑堤防。對此，應選擇在枯水期，用小型挖掘機修筑一條土堤，堤頂2m，高程2.0m，堤頂寬2m，內外坡比為1:2，并在這一土堤上方增設一層高度為50cm的土袋，并利用堤防后方的魚塘實施填堤固基，以此來控制堤防后方魚塘干涸對堤防造成的影響，而且要向外江深處拋筑塊石，隨后觀察7d，沒有出現明顯的沉降現象。確定堤防沉降穩定后，將堤防修筑至堤頂寬3m，內外坡比1:2，高程為2.8m。再繼續觀察，堤防基本沉降穩定。由于該堤防地基軟，且已經過擾動，故在后續的修復方案中，先將堤防按高程為2.6m，頂寬為3m的方式進行修整，然后在靠外江側修筑防浪墻，墻頂高程為3.3m，如圖1所示。

圖1 重修堤防剖面圖

盡量控制堤防重量，經徹底修復以后，多次運行，堤防沉降能被控制在合理范圍，未曾出現豎向裂痕。

3.3 拋石擠淤泥法

拋石擠淤法簡單說就是將特定數量、粒徑的碎石拋入亟待處理的淤泥質地基內，利用碎石的重力來擠壓堤防地基處的淤泥，以此來牢固地基，具體就是選擇質地較為穩定的碎石，粒徑要控制在30cm以下，以拋填的方式丟進軟土堤基，具體要參照軟土下方地層橫坡來決定拋填方向，當橫坡較平時，要從地基中部逐漸地向兩端拋填，橫坡較陡，超過1:10的比例時，則應從坡度較高的一側開始填拋，逐漸過渡到較低的一側，并在最上方設置反濾層。總體來看，拋石擠淤法操作簡單、方便省時、成本較低，能夠讓流塑狀的淤泥變得更為牢固，從而直接地改善了堤防地基質量。

3.4 堤身自重擠淤法

其基本原理為逐漸地增高堤身自重，把流動狀態下的淤泥、淤泥土等向外側擠壓，同時，由于堤壩自身有一定的重量，能夠讓淤泥土體內的孔隙水應力徹底地消散，對應的有效應力也逐步增加，以此來提高地基抗剪強度，淤泥擠壓中要想控制不均勻沉陷問題的出現，就要放緩堤坡，而且要控制堤壩自身的填筑速度，可以逐漸、分期地加高處理。堤身自重擠淤泥的方法有一定優勢，體現在成本較低、工程量較小，然而，不足在于可能導致工程過長。

3.5 墊層法

墊層法也是軟土地基堤防加固搶險的一個重要方法，具體原理為將接近堤防地基處的無法達到設計標準和牢固度要求的軟土徹底地挖掉，通過人工回填的方式將砂石、碎石、石渣等填入其中，作為持力層發揮持力功能，這些碎石不僅具有超高的強度，而且壓縮性較低、透水性優、也更容易壓實處理，最主要的是無論是碎石還是石渣都能就近獲取，這樣就節省了運輸成本，而且整個墊層法的施工工藝都相對簡單、易操作，墊層法適合用于軟土層較淺、軟土地基開挖量較小的堤防地基加固工作中，這一方法能妥善地提高軟土地基的質量。

3.6 振動水沖法

該方法原理為：借助一根插入式混凝土振搗器，其上、下端各設噴水口，受到振動荷載與沖擊荷載之后，第一步在地基中成孔，并向孔內添加砂石類似的材料，而且要逐層地夯實，從而保證地基逐步被加固，在施工砂樁、碎石樁等加固時，其初始強度不可以過低，而且不應選擇質地過軟的淤泥土。

4.結語

軟地基的主要弱點在于牢固度低，淤泥土體，高壓縮性等，土體承載力較差，且土體孔隙內水分含量較大，對于堤防軟土地基的治理應該采取科學的整治措施，具體應結合堤防工程的實況，明確問題的來源來對應進行堤防地基處理，從而提高堤防地基牢固度。