港口航道护岸工程中的软基处理施工工艺

◎陈向阳 方勇 岳阳市交通公路工程建设总公司

1.港口航道护岸工程施工所需考虑的关键因素

（1）地质条件。不同施工条件下的护岸工程形式有所差异，需根据实际情况合理选择。对此，在施工前应在现场详细勘察，掌握施工现场地质、水文的具体情况，由此选定合适的施工方法。遇地层变化时增加勘探点，保证结果的全面性与准确性。

（2）地基承载力。经现场调查与分析后，明确施工范围内土壤的强度以及物理性能指标，以此为参考优化护岸方案，例如适度扩大地基承载面积。在形成可行的施工方案后给后续建设工作的开展提供清晰的引导。

2.港口航道护岸工程中常见的软基处理施工工艺

2.1 垫层处理

软弱土层含软粘土和淤泥土时需进行开挖处理，将该部分承载能力不足的土层挖除干净，再于硬土路基上建造地基，形成稳定的基础结构。垫层为主要的结构形式，可采用砾石或块石材料。在合理设置垫层后解决建筑基础深度不足的问题，同时改善护岸工程整体结构的受力状态，使上部荷载向下传递至垫层处，再向周边扩散，以免因局部受力过大而沉陷、坍塌。此外，底部的软土地基与成型垫层间有较强烈的摩擦作用，在该受力关系下保证垫层的稳定性。

2.2 水泥搅拌桩处理

以水泥为主要原材料（作为固化剂），在深层搅拌的作用下将待处理范围内的软土破碎，再与水泥均匀混合，经过充分的搅拌后形成泥浆，依托于水泥的固化作用可以连同软土共同组成完整的结构体，成型水泥搅拌桩的完整性与稳定性较好，可承受上部荷载。相比于常规的刚性桩，水泥搅拌桩的应用优势更为突出，例如强度更高、适用范围更广、施工周期更短、经济效益更突出等。

3.土工格栅加筋土处理

土工格栅加筋土是软基处理中的重要方法，可取得较好的软基处理效果，其具体的抗剪强度指标如表1所示。

表1 土工格栅加筋土的抗剪强度指标

（1）通过土工格栅的应用，压缩系数有大幅度降低，压缩模量随之增加，软基所具备的抗变形能力、承载能力均有提升。

（2）土工格栅层数的改变不会对加固效果带来明显的影响，一层土工格栅已经可以取得较好的加固效果，三层设置方式的加固效果与之并无明显差异，因此在无特殊要求时可采用一层土工格栅的设置方式，其能兼顾加固效果和经济效益的双重要求。

（3）荷载较小时加固效果更为突出。

4.垫层处理方法在软基处理中的具体应用

在本工程中，护岸结构设置为斜坡堆石型。现场勘察结果显示，场区内的土层类型以及特性主要有（按自上而下的顺序）：细砂，饱和、稍密，层厚1.0～5.0m，承载力标准值120kPa，孔隙比0.849；粉砂混淤泥，饱和、松软，层厚0.9～3.9m，承载力标准值50kPa，孔隙比0.738，属软弱地基，缺乏稳定性；淤泥质亚粘土，饱和、软塑，层厚0.5～3.4m，承载力标准值60kPa，孔隙比0.914，也属于软弱地基。可见施工场区内含较多的软弱地基，需予以处理，保证其稳定性。

4.1 铺设垫层土工布

海底面标高为-3.2～-2.6m，低潮时水位-1.2m，根据该水文信息可知海底面不能露出。对此，采用水下铺设土工布的方法，具体作业流程如下所示。

①施工准备。材料采用幅宽为4.5m的聚丙烯有纺2000目土工布，该材料的径向抗拉强度为50kN/m。提前准备好材料，在陆上拼接成尺寸为26.0m×13.30m的布块；为满足稳定铺设的要求，在13.30m的两个边上分别设4个扣子（布设间距保持一致），以便在后续铺设时挂在固定桩上；用镀锌铁管将土工布卷好，转移至阴凉区域存放以便使用；取规格为60cm×100cm的聚丙烯编织袋，装成砂袋，将其抛至土工布施工范围的外侧，要求每块土工布均采用200个砂袋，并配套适量长为1m、直径为120mm的木桩。

②测量定位。以设计图纸内容为准，根据护岸轴线定出土工布的边缘线，在水面上稳定支立3根导标（在设置时要求三者共处相同的直线上），作为土工布纵向下水位置，依据该导标有序下水；安排潜水员下水作业，在指定位置稳定打设固定桩，以便在该处挂设土工布；在陆上适配经过校验的经纬仪，目的在于利用该装置控制横向下水位置，保证土工布可精准下水至指定位置。

③铺设土工布。安排两条船参与铺设作业，其位置需垂直于护岸轴线方向，两船相距13.30m，即土工布的宽度，若无误则抛锚固定；额外安排1艘船，由其将土工布装载至护岸外侧，将卷土工布的铁管两侧用绳拴好，经过精细的调整后使土工布纵向与预设导标方向垂直，此时将土工布缓慢下水。在此过程中潜水员在水下辅助作业，调整成卷土工布的位置，使其精准就位。若无误将土工布上的扣子挂在预先设定好的固定桩上，再利用砂袋将该边压紧，实现对土工布的固定处理，确保其在铺设过程中不出现位移。此后，将棕绳送至牵引船，由该处的工作人员操作牵引绳，实现对布卷的拉伸处理，若此过程中土工布存在褶皱、位移的情况则暂停拉伸作业，经过整理后再次拉伸，最终将其铺设到位。

在前述基础上，将砂袋压在土工布上予以固定，确保其在水流作用下依然维持稳定，规避位移、褶皱、受损等问题。第1块土工布铺设完成后开始铺设第2块，两者形成搭接的关系，以保证整个土工布的完整性与稳定性。两者的搭接宽度按1.4m控制，按照此方式有序推进铺设施工进程。第1块与第2块土工布搭接部位需在离开土工布边1m处抛压砂袋，该值不可过小，否则不利于第2块砂袋的正常铺设。通常每3～4块视为一个施工段，逐段、逐块施工。

4.2 石渣垫层的施工

土工布易在海水冲刷、侵蚀等作用下而受损，因此需予以防护，具体可采用石渣垫层。在选用材料时要求石渣中无任何直块径超过10cm的块石，各块石具有规整性，不可呈棱角状、片状，否则将由于块石材料过于尖锐而刺破土工布；还要求石渣保持洁净，含泥量需在5%以内。抛填施工采取开船抛填的方法，在现场配备多条船，使其沿着垂直于护岸轴线的方向有序运行，完成抛填作业。在该作业方式下保证石渣垫层的平整性以及材料分布的均匀性，减少水下工作量，以较快的速度完成抛填作业。经过抛填施工后，安排潜水员下水详细检查，判断其是否存在平整性不足、局部漏抛等问题，若有则及时处理，例如整平、补抛，直至各方面均满足要求为止。

4.3 抛填的作业要点

抛填施工的技术要求较高，必须根据既定的加载高度和加载时间有序施工，不可打破正常的施工节奏。在各级荷载作用下，随时间的延长将逐步消除地基孔隙水压力，使地基恢复至固结的状态，地基的抗剪强度也有所提升。在堤心石施工过程中，协调水域作业和陆域作业协同推进。以±0.0m为基准，以下部分采用水上施工模式，以上部分采用陆上施工模式。将整个抛填区域划分为多个作业段和作业层，逐段、逐层有序推进，同时确保前后镇压层的抛填进度提前于堤心进度，正常情况下工序时间约为3d。经过抛填施工后可避免堤身地基因集中受力而失稳，保证护岸结构的稳定性。

5.结束语

在港口航道护岸工程施工中，需充分考虑现场地质条件，若存在软基则以合理的方法处理。其中，铺设土工布是较为典型的方法。在本文所分析的工程中，采取紧密铺设土工布、均匀抛填石渣（防护作用）等方法，堤心抛填完成后允许20t乱石车在该处通行，稳定性得到保证。根据竣工后一年多时间的监测结果得知沉降量为8cm，无明显影响，且墙体前沿线无位移现象，总体来看护岸堤身的稳定性较好。