浅析软基处理工法在海堤工程中的应用

李凡 中交二航局第一工程有限公司

1.引言

随着我国经济的高速发展以及科学技术的成熟，海域的利用率不断提升，海堤工程逐渐成为了我国的重点施工项目，对社会的经济发展和城市现代化建设起到十分重要的作用。由于海堤工程受到风浪和气候因素的影响较大，软基的处理存在较大难度，需要科学、合理的选择处理工法进行施工，以此才能保证工程的安全和稳定开展。

2.工程概况

本工程地理位置位于海阳胶东半岛南岸的乳山口与丁河口之间的凤城区近岸海域，地理坐标为东经121°14′05.4″，北纬36°40′40.2″。该工程的防波提总长为8719m，围海造地的面积为1万亩，防波提全部为斜坡式防波提结构，坡比为1：1.5。凤城区地处北温带，属大陆性海洋季风气候，四季分明，年平均气温为16.5℃，年平均降水量732.5mm。该工程的设计高水位为+3.88m；设计低水位为+0.40m。施工区域内海底地势平缓，西北高、东南低，地面标高最大值4.10m，最小值-9.58m，相对高差13.68m，施工区域岩土层以淤泥质粉质黏土、细砂、黏土和砂岩为主，属于软土地基。

3.软基处理工法在海堤工程中应用的价值

近年来，随着我国城市化进程的高速发展，沿海城市对于滩涂资源的开发和利用获得了良好的发展，并且取得了显著的效果。但是，由于海堤工程的施工环境相较于陆地存在更多的风险和不确定因素，尤其是软基的处理施工，存在很大的施工难度。科学、合理的选择软基处理工法可以有效的控制海堤工程的施工风险，在保证施工效率的前提下，可以最大限度的提高工程质量，保证海堤工程的使用稳定性和安全性。目前，针对海堤工程软基的处理工法主要有深层搅拌工法、爆炸置换工法、堆载预压工法以及振冲碎石桩软基处理工法，在选择软基处理工法和设计施工流程的时候，施工人员需要对海堤工程的实际情况进行全面、细致的勘察，需要结合工程概况、气候条件、地质条件以及工期和成本等进行科学的选择，以此确保海堤工程的基础结构稳定，减少软基下沉失稳的问题发生。

4.软基处理工法在海堤工程中的应用

（1）深层搅拌工法。深层搅拌工法即水泥搅拌桩软基处理工法，该处理工法早在第二次世界大战结束以后就得到了世界各国的广泛关注，并且逐渐走入了人们的视野，在很多的海堤工程施工中获得了实践应用，应用效果显著。深层搅拌工法的软基加固原理是：工程施工人员使用搅拌机械设备将水泥与海堤工程海底的软土基质进行充分的搅拌，从而形成结构更加稳固的水泥土。在海堤工程施工中应用深层搅拌工法之前，施工方案设计人员需要对工程软基的实际承载力进行精准的计算，同时要根据海堤的竖向荷载力，将两者考虑在一起并计算出软基新填土的自身重力，从而确保海堤工程基顶部位的荷载分布均匀。

深层搅拌工法的施工首先需要对搅拌设备进行调平，并将搅拌桩下沉到具体的搅拌位置，水泥喷浆和搅拌操作同时进行，时刻观察搅拌设备的位置是否出现移动和偏差。然后，重复搅拌操作，确保水泥搅拌桩可以沉降到设计深度，满足设计需求。最后，停止搅拌设备搅拌动作，在搅拌桩沉降到设计停浆点下部0.5m时，进行搅拌设备提升操作，同时要给予设备及时的清洁处理，方面二次施工使用。深层搅拌工法具有操作简单，成本低等优势，但是施工设备需求较多，工期比较长。

（2）爆炸置换工法。爆炸置换工法在海堤工程的软基处理中应用，就是利用爆炸的效能将软土地基中的全部软土置换为抛石体，抛石体自身具备的物理学性能能够满足海堤工程建筑物的地基需求，具有很好的稳定性。爆炸置换工法通常应用在海堤工程软土地基厚度较大的情况，合理的应用爆炸置换工法可以极大的缩短软基的处理工期，处理后的软基沉降变形量会不断减小，处理后的软基结构相对安全稳定。爆炸置换工法从置换方式的差别上进行分类，可以分为控制加载爆炸挤淤法和爆炸排淤填石法。在选择具体施工工法的时候，施工人员需要对海堤工程软基的地质条件和施工工艺进行全面分析。其中，爆炸排淤填石法的材料主要是具有比较强松散性的混合材料，需要依赖周围没有被置换的软基土壤，通过彼此结合形成具有较强稳定性的联合体。爆炸置换工法在具体应用的时候，施工人员需要在海堤工程的外坡防护堤坡脚的位置设置大方脚，大方脚应该位于爆炸堤心石的上方位置，并在大方脚的外侧留下足够宽的安全防护隔离带。

（3）堆载预压固实工法。在海堤工程的软基处理施工中，堆载预压固实工法是应用十分广泛的方法之一，可以有效降低海堤工程软土地基结构出现失稳问题的概率。堆载预压固实工法的应用原理是在预处理的软基表面铺设一层砂垫层，作为工法排水层。在砂垫层铺设完成以后，施工人员需要将塑料排水板穿过砂垫层，或者在砂垫层设置砂井，打通软土地基竖向排水的通道，为预压固实施工做好准备。通过加载预压负荷的方式，海堤工程软土地基承受的总应力不断增大，软土层间隙中的水分会在应力的作用下从排水板中受挤压排出，使得软土地基孔隙水的压力越来越低，反而增强了软土地基的荷载应力，从而达到预压固实的目的。

堆载预压固实工法适用于海堤工程软基处理面积大、软基土层含水量高的工程实际情况，可以有效的提升软基的固实效果，保证海堤工程软基处理后的使用稳定性和安全性。堆载预压固实工法在海堤工程软基处理中的应用，具有处理后的软基结构稳定、软基不均匀沉降发生率低等优点，实际应用效果显著。但是，由于堆载预压法在施工过程中很难有效控制海堤分层的填筑厚度，再加上海堤的反向压力影响，导致软土地基内容的超静水压力难以消除，无法满足工程软土地基的承载力能够达到设计要求，需要施工人员精准计算并按规定妥善施工，以此确保软基应力的有效提升，同时满足设计的相关要求。

（4）振冲碎石桩。针对桩体结构复杂的海堤工程，一般会使用振冲碎石桩软基处理工法，施工人员需要在既定的范围内布置桩体，并按照软土地基的实际厚度和应力情况计算好桩体加固的最小深度。同时要根据海堤工程软基稳定性计算结果去确定软基处理的面积、深度以及桩体的直径和排列间距等。该工法的应用有点包括挤密作用强、加筋效果好等特点，碎石桩在进入软基内部以后，可以额在荷载的作用下出现膨胀，并形成较高强度的负复合地基。该工法的应用缺点是对施工单位的工艺技术以及施工经验有较高的要求，需要在施工前制定明确的施工流程，并根据海堤工程软基的具体情况进行振冲碎石桩工法的优化，从而才能确保施工的有效性和稳定性。

5.结论

本工程通过多面的考量和计算，同时比对了四种常用软基处理工法的优缺点，最终选用了堆载预压固石工法进行施工，获得了比较理想的处理效果，海堤工程软基不均匀沉降的现象没有出现，工程施工的稳定性较高，处理工法的应用效果得以实现，具有一定的借鉴作用。总而言之，软基处理工法在海堤工程中的应用需要结合工程实际以及工期、成本等现实要求，合理、科学的选择处理工法，并且在施工开始前制定完整的施工计划和应急处理方案，从而保证软基处理的有序实施。