浅析港口工程建设中不良地基处理方法

季俊仁 莫建兵 尹云飞

摘 要：由于港口建设环境的特殊性，其土壤基层由于长年累月受到水流的侵蚀，极易发生基层沉降的情况，也就是所谓的软土地基，因此港口地基施工具有较大的难度。地基桩基础施工在港口地基施工中应用较为广泛，对于软土地基的施工方法和桩基础施工技术，文章进行了详尽阐述。

关键词：软土地基；裂纹修补；施工技术

1 什么是软土地基以及软土地基对水利工程造成的不良影响

在濒临水域周边建设的施工工程，其地基施工土层多为软土，港口施工工程也不例外。软土地基一般是指土质结构松散，土壤颗粒间空隙大，符合力低的土层结构，位于水边的软土地基多为淤泥和腐败沉积物的结合体。港口施工中软土地基的特点可以归纳为如下几点：首先，含水量高。由于港口所处的施工位置较为特殊，其土壤基层长期受到水流浸泡和腐蚀，因此，软土地基的含水量很高。其次，结构松散，压缩性高。软土地基本身的结构就十分松散，缝隙大，在受到外力的作用下极易发生形变，具有极高的可塑性，相对而言，结构的稳定性就偏低。再次，承载力低。由于软土地基的抗压力差，所以在施加一定压力后必然会导致土层压缩，发生不均匀沉降。

由于软土地基具有上述不良特性，而这些不良特性又会对工程施工质量造成严重危害，所以在港口建设的地基施工中，要尤其注意以下几方面：（1）在施工前，必须要仔细全面的进行地基环境勘探，确定软土地基的实际情况，并做出科学的施工方案设计。（2）软土地基的程度确定后，要根据设计方案采取相应的地基处理措施，软土地基的结构和特性决定了其极易由于上层结构施加的压力而发生形变，影响地基的载重能力，导致地基产生沉降现象，轻则使地基下方开裂进水，最为严重的情况就是会使港口整体建筑坍塌，造成人员和财产的损失。

2 施工步骤以及施工技术手段介绍

2.1 基础处理设计

软土地基基础中所夹淤泥质的黏土范围一般比较广且埋藏深度较大，在这样一种状况下如果想将其全部挖出的话无疑在工程量以及资金的投入上有着较大的不足，且会很大程度地延长工期，除此之外，在某些实际的施工现场也有可能本身就没有可以堆放挖除物的位置。

2.2 基础处理结果

在上述基础处理实验完成以后，要在实际施工过程中来对整个基础进行三期的钻探取样检测试验，这样三个检测试验在施工的过程中也需要有准确有效的定点位置，从前往后依次是砂井施工完成以后、坝体填筑至一定高程以后以及坝体填筑至新的给定高程以后。在检测的过程中需要用到多种检测手段，主要是包括钻探、原位测试和室内土工试验。

2.3 软土处理的计算

地基的总体沉降量实际上就等于单向压缩分层的总和，这样一个总和在计算的过程中有具体的计算公式来对其进行确定。在实际的港口工程施工中，沉降达到稳定所需要的实际时间是非常长的，因此在施工的过程中就有必要给出填土过程中拟定加荷的过程曲线，这主要是希望能够对沉降随时间的变化得到一个量化的认识和把握。一般情况下，坝轴线位置的基地随着地基的固结能够达到的最大沉降量保持在1.4m左右。

3 软土地基出现裂缝的情况及修补方法

3.1 分析导致裂缝产生原因的步骤

在对裂缝的形成原因进行分析时至少需要经过两个最为基本的步骤：（1）要进行钻探取样检测，在检测的结果中发现，采用砂井排水固结法对于软基的处理无疑是有着非常显著的作用和效果的，但是软土本身则还是处于流塑状态的；（2）电测探法的检测，也就是在试验的过程中采用三级电测深剖面法来检查该裂缝的走向。

3.2 如何对裂缝进行有效的修补

软土地基在施工过程中经常会出现裂缝情况，裂缝如不及时假体修补，将可能持续开裂，直至影响整体结构的稳定性。对于裂缝的处理要根据不同原因采取不同修补方案，但主要操作都是要先将周围的环境保持在干燥的条件下，然后进行内部结构的加固和空隙的填补，再对地基表层进行注浆加固处理，地基裂缝的填补属于二次返工操作，施工难度较大，为了防止裂缝的产生，在地基加固初期就应该将地基加固施工做到位，以免埋下质量隐患。

4 改良地基条件的主要施工技术

4.1 水泥粉煤灰碎石桩

该种桩基础施工方法是通过将水泥，碎石和粉煤灰按照一定的添加比例进行配置，制作成桩基的一种地基加固方法。水泥粉煤灰碎石桩具有施工成本低廉，应用范围广，施工效果好等特点，因此被广泛应用在软土地基的加固施工当中。在施工时要注意如下两点问题，一是要严格控制施工环境的温度，确保不低于五度，二是成桩之间距离和垂直度要保证，不要发生太大偏差。在实际操作过程中，主要包括沉管注浆和泵送注浆两种途径。沉管注浆先要进行设备的固定，确保设备的垂直性和稳定性，使用设备将管道逐渐下入水中，并及时调整管道的位置，直到管道沉降到事先设计的高度；然后是浆液的投放，投料过程要在沉管完成后立即开始，待注浆高度达到与管口标高水平时进行电动振捣作业，振捣作业具有一定的时间标准，振捣完成后，进行拔管操作，拔管的速度要均匀缓慢。泵送注浆时要使用钻机进行钻孔作业，钻孔时要注意观察钻机顶端位置是否发生偏移一边做出调整，钻孔的速度和力度要适当做出调整，以免发生设备的损坏。待钻孔施工完成后，要进行浆液入孔操作，灌注时使用泵送的方法将浆液注入钻杆的内部，并实施灌注。

4.2 预应力管桩

预应力管桩是软土地基施工的另一种方法，在具体施工中，首先，要进行管桩的质量检查，包括对管体厚度和密合度的检测，要保证管体厚度偏差在一定范围之内，一旦发现裂缝问题要及时更换或修补；其次，是管桩的沉降。管桩在沉降时要遵循如下步骤：沉降前要进行水底情况的勘探，确定适合沉桩的位置，然后进行机械吊桩和下桩作业，在此过程中，要保证桩体位置的准确性，发现偏差要及时矫正。再次，是进行桩体的下压作业，此环节需要注意施加压力的均匀程度。对于发生桩体高度不足的情况时，可以使用焊接方法进行桩体的连接。预应力混凝土管桩的施工主要有以下几个方面的显著优势：对持力层的变化状况有相当好的适应力；形成的管桩长度是不受工程施工中所使用的机械设备约束和限制的；预应力混凝土管桩具有穿透能力强和抗击打能力强的特点。预应力混凝土管桩的施工方法有两种，一种是锤击法，另一种是静压法。锤击法的优势在于其施工的速度较快，且质量较高；而静压法在施工的过程中则能够借助于压桩机的自重和配重的重量来进行科学的压梁或者是压柱，向管桩顶部或者是侧面将整个的管桩夹住，以便于能够较好的向管桩本身来施力，最终将管桩压入到土体中去。在预应力管桩施工完成以后还需要进行相应的检测，在检测的过程中普遍采用的是桩基高应变法和低应变法。

5 结束语

地基施工在建筑物的施工过程中占有绝对重要的地位，尤其是港口地基的施工，如果其地基施工操作不当，将严重影响港口使用的安全性。为此，要针对港口软土地基的特质进行综合技术考量，选用最为适合的施工方法，提高港口地基施工的稳固性，从而为整体工程打下坚实的基础，确保日后港口工程的顺利竣工和投入使用。

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第一作者简介：季俊仁（1994-），男，汉族，江苏阜宁人，现为江苏科技大学材料科学与工程学院学生，主要从事港口航道与海岸工程专业的学习研究工作。