水運工程軟基處理技術要點和應用建議

摘要：隨著我國經濟的發展，水運工程在交通行業中起到越來越重要的作用，并在一定程度上促進了水運工程軟基處理技術的發展。我國海岸線較長，沿海港口較多，在全球一體化進程中，各港口貿易量都越來越大，對軟基處理的要求越來越高，只有確保軟基處理質量和效果，才能保障水運工程的安全性。現就當前水運工程軟基處理技術和要點進行闡述，提出有效的應用建議，以供同行參考。

關鍵詞：水運工程"軟基處理技術"施工"土層

Key"Points"and"Application"Suggestions"for"Soft"Foundation"Treatment"Technology"in"Waterway"Engineering

CHEN"Fan

CCCC"Water"Conservancy"and"Hydropower"Construction"Co.，"Ltd.，"Ningbo，"Zhejiang"Province，"315000"China

Abstract："With"the"development"of"China’s"economy，"waterway"engineering"plays"a"more"and"more"important"role"innbsp;the"transportation"industry，"and"also"promotes"the"development"of"soft"foundation"treatment"technology"of"waterway"engineering"to"a"certain"extent."China"has"a"long"coastline"and"more"coastal"ports."In"the"process"of"global"integration，"the"trade"volume"of"each"port"is"getting"larger"and"larger，"and"the"requirements"for"soft"foundation"treatment"are"also"getting"higher"and"higher."Only"by"ensuring"the"quality"and"effect"of"soft"foundation"treatment"can"the"safety"of"waterway"projects"be"guaranteed."This"paper"expounds"the"current"soft"foundation"treatment"technology"and"key"points"of"waterway"engineering，"and"puts"forward"effective"application"suggestions"for"peer"reference.

Key"Words："Waterway"engineering;"Soft"foundation"treatment"technology;"Construction;"Soil"layer

軟基處理是水運工程建設的難題之一，不同的地質條件需要對應不同的處理方法。在水運工程中，較常見由飽和黏土或粉土構成的軟土地基，由于這些成分的天然含水率大于液限，并且具有強度、透水性較低，容易被壓縮，靈敏度和流變性較高等特點，若未能對其進行妥善處理，很難滿足常規使用要求。因此，在水運工程施工中，應非常重視軟基處理技術。

1水運工程軟基危害

1.1使建設施工變得更加困難

多數軟基主要成分為高水泥砂、礫石，其本身很難具備足夠的承載力，開挖施工階段就可能發生坍塌。水運工程多數施工周期較長，在地基過于軟弱的情況下，需要面臨很多不確定因素，不得不增加大量資金投入。軟土地基會對水運工程施工造成非常大的困難和阻礙，在布局水運工程時，施工單位需要綜合考慮現場施工條件，應對軟基地質給予足夠的重視。

上述種種都意味著。

1.2降低水運工程穩定性

水運工程施工環境臨水，不少大型河流的河床在長年累月下會沉積大量的泥沙，也就造成其周圍土層的軟弱化，這部分區域長期有水流經過，哪怕在施工時刻意避開軟基區域，在工程建成后的使用期間，也會因受到長期水流的腐蝕而導致工程地基軟弱化，造成已建成的工程穩定性下降，不僅使用壽命被顯著縮短，也造成了較大的工程隱患。而且，不少工程建設期間本就講究工期，需要一線施工人員加快速度，盡可能在預定時間內完成施工，那么，就很可能會從一定程度上犧牲工程質量，若未能正確處理軟土地基，使原本軟弱的土層無法得到有效硬化，也會影響工程的穩定性。

1.3導致連鎖性地質問題發生

由于軟土地基含大量水分，往往不夠穩定，同時還會對其周圍土質產生水蝕，使周圍土體含水量逐漸增多而承載力下降。但因軟基范圍較難確定，無論是處理范圍過大，還是不足，都可能影響附近地質，進而引發連鎖性地質相關問題。

2水運工程中軟土地基的處理技術與要點

2.1換填法

換填法是將原本存在的軟土層挖除，再將較堅硬的材料回填并夯實，即以置換地基墊層的辦法來提高地基的承載力。該技術操作起來較簡單、便捷，效果也較好，但所需換填材料較多，墊層換填越深，施工成本越大，對于軟弱土層較深的地基來說，使用該方法較難控制成本。所以，換填法較常用于需開挖換填的軟弱土層深度在3.0"m以內的情況。

在使用換填法時，應重點關注材料、開挖、回填、質檢4個方面[1]。施工單位應認真分析施工現場軟基情況，根據施工要求合理選擇相應材料；在使用前，應對所選用材料進行初步篩選，去除一些較大顆粒的雜質，如篩除灰土中5"mm以上顆粒、粉質黏土中過多的有機質和水泥土中過量的水泥部分，以便這些材料能夠符合施工要求。開挖軟基時，須先確定其底面標高，再依次逐層開挖，挖掘過程中應注意墊層底面平整度，以及與之前所設置標高的偏差大小，根據實際需要進行土層補挖或回填夯實。施工中，人員應注意分層作業，并把握好各層厚度，使其不薄于15"cm、不厚于30"cm，回填一層后需用相關機械壓實土層，待該層厚度、壓實度、平整度都能夠符合施工要求后，再進行下一層回填。與下方各層不同，在首層墊層的回填中應控制機械設備的振動力度。在換填結束后，可通過在墊層中壓入環刀并采集一定深度墊層樣品進行檢測的環刀法來檢查地基回填是否達標，只有地基質量達標才能結束施工，否則應及時進行整改。

2.2排水預壓法

該技術多用于飽和性軟基，需以表面薄膜密封、堆重物或造成真空負壓環境，來擠壓出軟基中的水分，達到軟基固結效果[2]。其重點環節在于墊層鋪設、真空泵安裝與抽壓。墊層鋪設前應徹底清理鋪設區域及其周圍，均勻鋪設0.5～0.8"m厚的砂墊層，使2塊排水板間相隔約1.5"m。安裝真空泵前應先埋好間距6"m內的管路和濾管，應確保各接頭間沒有任何縫隙，以免漏氣；真空泵周圍應設置真空表測頭；鋪設的塑料膜也應確保和土層間嚴絲合縫，且應確保薄膜的完整性，以防因縫、孔等而無法處于真空狀態。抽壓過程中，應先排出膜下空氣，同時檢測真空數值，待膜下、泵口及主管真空度分別升至75"kPa、90"kPa時，即可預壓固結操作，當固結時間、平均固結度達一定程度后提示固結成功。

1.3化學固結法

化學固結法是指將化學試劑灌注入軟基中，與軟基土粒攪拌到一起并使其膠結，達到強制固結軟基、提高承載力的作用。化學固結法主要有硅化加固術、高壓旋噴法、深層攪拌法等，以高壓旋噴法較常用，在黃土、淤泥等軟基中效果較好。操作時，應先將高壓鉆頭沿樁孔位置鉆入土層中進行水泥漿灌注，邊噴邊螺旋向上提升鉆桿，將水泥漿容重保持在1.1～1.25"h/cm3。當軟基固結后進行水泥漿充填。每次灌漿結束后應徹底清洗噴頭和管路，以防下次使用時出現堵塞現象[3]。硅化加固的原理是硅酸鈉和氯化鈣在化學反應后可獲得凝膠聚合物，這種聚合物可讓軟弱土粒被黏結到一起，進而提高土質強度和硬度。施工前，應根據現場條件選擇溶液種類，如粉砂、黃土軟基使用硅酸鈉，而砂土軟基則應先后使用硅酸鈉和氯化鈣等。深層攪拌法類似于傳統灌漿法，需要通過深層攪拌的方式充分混勻水泥漿和軟弱土粒，借助于水泥的固化作用來加固軟弱地基。因此，施工人員應先對現場土質進行全面分析，合理選擇固化劑配方，通過攪拌機使淤泥和固化劑充分混合，才能最終降低地基變形和沉降。

2.4擠淤拋填法

因碎石或片石在重力作用下沉入軟基底部的過程中會同時排出淤泥，多用于處理含水量較大的淤泥或積水洼地處軟基。與其他類型的軟基處理技術相比，該方法簡單易行，有著較高的性價比。碎石大小是該技術實施的要點之一，一般來說，碎石料尺寸應不低于0.3"m，需先在軟基周圍搭接不窄于0.5"m且頂面向內傾斜的臺階。填拋時，應先拋較重毛石，當其基本覆蓋軟基表面后需用機械設備碾壓4～5次，再繼續鋪投碎石，繼續重復碾壓直至表面平整。將擠壓出的淤泥清理干凈，通過沉降觀測法來評價沉降量、壓實度的達標情況，對未達標處繼續進行振動壓實。

3水運工程軟基處理技術應用建議

3.1確保數據的真實有效性

水運工程關系到民生大計，應結合工程和軟基兩方面的真實數據展開軟基處理，才能保證工程的使用安全和使用壽命。從以往經驗來看，不少工程由于數據上出現差錯而導致事故發生。這就需要測量人員認識到自身在軟基處理中擔負的重要責任，認真了解測量要求，按相關標準規范操作，并多次核對和校準，以確保所測量數據的準確性[4]。同樣，施工人員在施工過程中，也應在確保軟基數據真實、有效性的前提下探討軟基處理的針對性方法，最終解決土壤松軟問題，提高地基承載力。

3.2合理選擇施工方案

水運工程現場環境和地基構造多數較為復雜，在多種因素影響下，可能出現軟基處理效果存在不確定性的問題，很難保證處理后的地基狀態能符合施工要求。所以，施工單位應事先充分考察施工現場周圍地形地貌，了解土質、土壤特征和基建位置，確切掌握各項相關數據，選定可用施工技術范圍；并從技術實操、施工成本、工期多方面入手，對所選范圍內各項技術進行比對，確定最適合的軟基處理技術。之后，可在施工現場選擇最典型的軟基進行試驗段施工，根據處理效果，對方案中不合理處進行修改，準確獲得換填厚度、固結時間等參數。也可通過建筑信息模型（Building"Information"Modeling，BIM）技術構建軟基模型，導入施工方案進行模擬，按照模擬結果來發現存在的技術問題，對方案進行改進。

3.3固化工藝

固化處理地基可有效保障地基強度。該工藝分為淺層、深層固化兩種，分別有不同固化方式。其中，淺層固化需運用帶有旋切攪拌裝置的挖掘機進行固化攪拌，為后續固化施工的實施打好基礎，確保地基固化效率；根據工藝需要合理配置固化填充料，通過在泵內攪拌使其變得均勻，同時，用儲料罐運輸過程中也需做好攪拌，以確保填充料運輸的順利性；在旋切軟土地基時混入填充料，將地基和填充料混合均勻，以提高固化效率，使最終地基強度達到10-60t/m2。深層固化則應選擇攪拌樁加固，采用雙輪銑攪拌裝置，其余工藝和淺層固化相同。

3.4掌握施工設備注意事項

雙輪銑攪拌設備通過挖機液壓進行驅動，用于對軟基立體式攪拌。因該設備連接桿和噴嘴兩邊的2個攪拌頭在增加攪拌面積上發揮積極作用，其單次攪拌面積不低于1"m2，攪拌效率更是高達50～80"m3/h[5]。使用該設備時應注意，若施工間歇期較長，應在施工結束后徹底清潔噴嘴，以防因被固化劑或淤泥堵塞而影響下次施工。

后臺供料系統用于配置和供應需添加的固化劑。在使用過程中，固化劑會從該系統的噴漿管進入噴嘴，再被高壓噴入土層，同時，攪拌頭上的螺旋刀頭會邊切削周圍土體邊轉動，達到固化劑和軟基充分混合的作用。其中的固化劑添加控制系統可通過靈活配置固化劑添加量來調節固化效果，還能防止材料浪費，起到節省施工成本的作用。隨著科技和建筑行業發展，現有的后臺供料系統越來越智能化，操作起來也越來越便利。實際使用中，應結合現場情況、施工設備與原材料位置進行布設，確保該系統有足夠的壓力泵送材料，以及原材料供應給系統的便利性。但若施工現場布局復雜、后臺布設距離較遠，可通過中轉泵送的辦法進行材料供應。

此外，也應做好對軟基處理中每個施工步驟的質檢，及時發現問題、及時處理；全面監察施工所需使用的各類材料，隨時做好應急準備等。

4結語

隨著水運交通在我國交通運輸、經濟發展中發揮越來越重要的作用，水運工程已關系到區域安全和惠民政策。作為水運工程的承辦方，施工單位應具備過硬的專業能力，給予水運工程建設以極大的重視，認真分析水運工程中軟土地基的性質和適用的處理技術，充分掌握各項技術要點，規范開展施工步驟，以確保水運工程質量和使用安全，為社會主義現代化建設作出積極貢獻。

參考文獻

[1]鄧安華，孫振濤，張磊.靜動力排水固結法處理吹填海相泥沙軟基試驗研究[J].水運工程，2024（4）：162-167，195.

[2]張振，米占寬，朱群峰，等.考慮排水板土柱效應的軟土地基固結特性研究[J].水利水運工程學報，2023（2）：70-79.

[3]何雅玲，胡翔.港口航道護岸工程中的軟基處理施工技術[J].中國水運，2022（5）：115-117.

[4]許大安.水運工程軟基處理施工技術[J].珠江水運，2021（15）：102-103.

[5]丁亮.水運工程軟基處理技術的發展與應用[J].居業，2021（8）：55-56.