关于水工建筑物施工中软基处理的探讨

黄志鹏 广州港股份有限公司

1.水工建筑物施工中软土地基处理技术阐述

由于软土地基的特性，主要由淤泥和沙粒组成，承载力较弱，而且属于高压缩性地基，所以必须进行一定的处理才能进行后续的施工，目前特殊处理方式主要氛围分为以下几种：

1.1 软土层换土法

水工建筑物大多是建设在靠海岸线位置，其地基多为软土地基，所以一般的地基施工技术并不能满足水工建筑地基施工要求，因此要根据软土地基的特点来进行施工技术和施工工艺的选择。一般而言软土地基厚度都会在500m以上，我们可以使用换土法，就是将软基的淤泥层挖出，然后填入沙壤土质，从而使地基承载能力和稳定性得到加强，此类方法主要应用于具有丰富沙壤资源地区，才能够保证换填土进行，成本也相对较低、工期较短。但是在实际换土施工中，当地面高低不平时，要确保原有土质和换填土进行有机结合，可以通过刨毛或者梯坎等方式来实现新旧土壤的有效融合，从而确保软土地基得到改善；在换土施工中还要将软地基内的水排掉，从而减少地基的含水量，进一步提高土体的承载及抗剪切能力；应从最低处分层填筑，分层控制填料的标高，分层摊铺，分层采用压土机及其它小型夯实机具进行压实，本层压实度检测合格后方可进行下一层施工，从而确保软基得到改善。

1.2 夯实地基

夯实地基可分为强夯和强夯置换处理地基，强夯处理地基适用于碎石土、沙土、低饱和度的粉土与粘性土、湿陷性黄土、素填土和杂填土地基；强夯置换适用于高饱和度的粉土与软塑至流塑状态的黏性土等。对于部分已进行地基处理及道路两侧区域，采用一次或多次强夯处理，能有效提高土体的承载力、密实度并减少部分工后沉降。强夯处理一般有效加固深度为3-10m，夯锤质量为10-60t，其地面形式一般为圆形，夯锤底静接地压力宜大于80kpa，夯实地基施工时应尽量采用重夯低落距，锤印之间应按设计要求有一定的搭接面积，施工后应在土层休止期结束后，方可进行基础施工。

1.3 桩基法

一般来说在水工建筑物施工地地基淤泥厚度在3m以上时，就要应用桩基法，这种方法是通过打桩的方式来对软地基进行加固处理。但是在应用桩基法施工时，一定要提前保证工程建设组织对实际施工地点进行勘察，对当地的土质情况进行了解，然后结合工程建设基本需求、工程造价、工后允许沉降及处理后承载力要求进行施工方案的选取，主要施工方法如下。

（1）钢筋混凝土灌注桩：按照施工工艺不同可分为泥浆护壁灌注、长螺旋钻孔灌注、沉管灌注及人工挖孔等，灌注桩施工前首先应对现场进行调查，了解地下管线埋设情况，对可能影响钻孔的管线等障碍物进行改移和保护。施工中要做好做好排污管理工作，以保证现场文明施工及方便测量定位，重点控制孔终孔验收，检查孔深、孔径、沉渣厚度等是否符合设计要求，灌注砼时需控制导管拔出速率，确保桩身连续性及超灌高度达标，保证施工质量，从而有效提高基础承载力。

（2）钢筋混凝土预制桩：按照施工方法可分为锤击沉桩法和静力压桩法。目前由于施工机械的限制，对于地基基础较硬或存在地下障碍物区域，使用锤击沉桩效果更好；施工前必须保证钢筋混凝土预制桩本身强度符合设计要求，重点检查预制桩接口处钢板材质及其厚度，确保预制桩本身质量，并按照桩径及沉桩深度选用合适的施工机具。施工前由测量人员对场地进行复测，检测场地高程和平面尺寸是否符合设计要求，并检测是否符合沉桩要求；施工过程中应重点控制装节间连接方式，对于采用焊接工艺的，应根据施工环境及及设计要求，选择相应标准的焊条及气体保护进行焊接施工，待焊缝冷却达规定时长后方可继续沉桩，部分重点工程或部位需对焊缝进行无损检测。沉桩时可以根据桩型的不同，综合考虑贯入度及桩长后，确定其沉桩标准。

钢筋混凝土桩基完工后，桩顶标高高于设计标高时，高出部分要截桩，严禁用大锤横向敲击或强行扳拉截桩；并需按照规范要求，对桩基进行桩长、桩身混凝土强度及完整性、单桩竖向抗压、单桩水平静载等检测，确保成桩质量满足验收条件。

1.4 复合地基法

复核地基是部分土体被增强或置换，形成有地基土和增强体工程承担荷载的人工地基，目前印用较多的方法如下：

（1）CFG桩是通过水泥、粉煤灰、碎石、石屑等材料加水进行搅拌，形成了高粘结度强度桩，有效提高软土地基的承载能力，从而来保证地基稳定性。在CFG桩应用的施工中，为减小对相邻桩产生的影响，相邻桩施工应隔桩跳打（可以间隔一根或多根），施工间隔时间应待相邻桩混凝土达到设计强度。对于满堂布桩，不宜从四周转圈向内施工，可采用从中心向外推进或从一边向另外一边推进的方案；施工中可通过两种方式来确定CFG桩的加固深度：一是严格按照设计桩长施工；二是通过钻机上的电流表摆动情况和钻机钻杆抖动情况来判定CFG桩钻孔深度是否已到达设计要求，28天后应对 CFG 桩桩芯取样，直观地检验桩体强度和搅拌的均匀性，检测无侧限抗压强度是否符合设计要求。

（2）水泥搅拌桩：可根据现场条件及工程进度可选用单轴、三轴及多轴等不同机械进行施工，其搅拌方式有单向及双向。正式施工前，根据设计要求通过工艺性成桩试验确定施工工艺、灰浆泵输浆量、灰浆经输浆管到达搅拌机喷浆口的时间和起吊设备提升速度等施工参数；施工前应丈量钻杆长度，并标上标志，以便掌握钻杆钻入深度、复搅深度，保证设计桩长；施工中应重点控制水泥用量、桩长、压浆过程中的连续性、搅拌头转数和提升速度、复搅次数和复搅深度、停浆处理方法等方面，对于喷浆量及搅拌深度必须采用经国家计量部门认证的监测仪器进行自动记录，完成28天后，要进行载荷板试验和取芯检测，确保成桩效果达标。

（3）高压旋喷桩：利用搅拌机，将水和普通的硅酸盐水泥按照一定的比例进行调配并进行充分的搅拌，使得水泥浆液内水泥和水均匀分布，主要利用高压水泥浆液对土体进行切削，将喷旋柱达到地底下来提高软地基的承载能力，按照需要可参入适量外加及及参合料，提高水泥浆液性能。根据工程需要及土质条件，选用单管阀、双管法、三管法进行施工，可以通过联锁桩施工和定点定向喷射来制成连续墙面，在提高地基承载力的同市还能使土体具备一定的抗渗性。

2.水工码头结构基础及防腐解决措施

2.1 结构基础

水工建筑物在面对地基承载能力低下的情况下，需要重视软基的处理工作，提高地基基础承载力。除采用地基处理外，可优化码头结构，减少混凝土使用，从而降低结构自重，在施工过程中，可改变混凝土配比及采用轻质泡沫混凝土施工等方式降低码头结构自重，降低对地基基础承载力要求，减少码头结构不均匀沉降。

2.2 防腐措施

码头结构处于水位变动区，其抗渗及抗腐蚀要求严格，为保证码头结构使用年限，为了增强结构耐久性，提高抗裂能力，在胸墙、卸荷平台、轨道梁、导梁和桩帽的混凝土中应采用高强度混凝土并参加适当外加剂；严格控制氯离子的掺入量，优化混凝土水灰比，掺入适当的优质掺合料，减少施工期裂缝以及内部裂隙；在胸墙、卸荷平台、轨道梁、导梁和桩帽的混凝土添加海港型抗腐蚀增强剂；胸墙表面设置抗裂钢筋网片；施工过程中确保钢筋的混凝土保护层厚度满足规范要求等方式提高混凝土整体抗渗性及耐久性，在施工过程中应重点注意施工缝及沉降缝的防水施工，避免其成为码头结构防水薄弱环节。

3.结语

总而言之，水工建筑物软基的处理是技术含量高且相对复杂的工作，在施工过程中一定要结合实际软基特点来进行合适的处理，从而使地基的稳定性和承载力得到保障。