水运工程软基处理技术要点和应用建议

摘要：随着我国经济的发展，水运工程在交通行业中起到越来越重要的作用，并在一定程度上促进了水运工程软基处理技术的发展。我国海岸线较长，沿海港口较多，在全球一体化进程中，各港口贸易量都越来越大，对软基处理的要求越来越高，只有确保软基处理质量和效果，才能保障水运工程的安全性。现就当前水运工程软基处理技术和要点进行阐述，提出有效的应用建议，以供同行参考。

关键词：水运工程"软基处理技术"施工"土层

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

软基处理是水运工程建设的难题之一，不同的地质条件需要对应不同的处理方法。在水运工程中，较常见由饱和黏土或粉土构成的软土地基，由于这些成分的天然含水率大于液限，并且具有强度、透水性较低，容易被压缩，灵敏度和流变性较高等特点，若未能对其进行妥善处理，很难满足常规使用要求。因此，在水运工程施工中，应非常重视软基处理技术。

1水运工程软基危害

1.1使建设施工变得更加困难

多数软基主要成分为高水泥砂、砾石，其本身很难具备足够的承载力，开挖施工阶段就可能发生坍塌。水运工程多数施工周期较长，在地基过于软弱的情况下，需要面临很多不确定因素，不得不增加大量资金投入。软土地基会对水运工程施工造成非常大的困难和阻碍，在布局水运工程时，施工单位需要综合考虑现场施工条件，应对软基地质给予足够的重视。

上述种种都意味着。

1.2降低水运工程稳定性

水运工程施工环境临水，不少大型河流的河床在长年累月下会沉积大量的泥沙，也就造成其周围土层的软弱化，这部分区域长期有水流经过，哪怕在施工时刻意避开软基区域，在工程建成后的使用期间，也会因受到长期水流的腐蚀而导致工程地基软弱化，造成已建成的工程稳定性下降，不仅使用寿命被显著缩短，也造成了较大的工程隐患。而且，不少工程建设期间本就讲究工期，需要一线施工人员加快速度，尽可能在预定时间内完成施工，那么，就很可能会从一定程度上牺牲工程质量，若未能正确处理软土地基，使原本软弱的土层无法得到有效硬化，也会影响工程的稳定性。

1.3导致连锁性地质问题发生

由于软土地基含大量水分，往往不够稳定，同时还会对其周围土质产生水蚀，使周围土体含水量逐渐增多而承载力下降。但因软基范围较难确定，无论是处理范围过大，还是不足，都可能影响附近地质，进而引发连锁性地质相关问题。

2水运工程中软土地基的处理技术与要点

2.1换填法

换填法是将原本存在的软土层挖除，再将较坚硬的材料回填并夯实，即以置换地基垫层的办法来提高地基的承载力。该技术操作起来较简单、便捷，效果也较好，但所需换填材料较多，垫层换填越深，施工成本越大，对于软弱土层较深的地基来说，使用该方法较难控制成本。所以，换填法较常用于需开挖换填的软弱土层深度在3.0"m以内的情况。

在使用换填法时，应重点关注材料、开挖、回填、质检4个方面[1]。施工单位应认真分析施工现场软基情况，根据施工要求合理选择相应材料；在使用前，应对所选用材料进行初步筛选，去除一些较大颗粒的杂质，如筛除灰土中5"mm以上颗粒、粉质黏土中过多的有机质和水泥土中过量的水泥部分，以便这些材料能够符合施工要求。开挖软基时，须先确定其底面标高，再依次逐层开挖，挖掘过程中应注意垫层底面平整度，以及与之前所设置标高的偏差大小，根据实际需要进行土层补挖或回填夯实。施工中，人员应注意分层作业，并把握好各层厚度，使其不薄于15"cm、不厚于30"cm，回填一层后需用相关机械压实土层，待该层厚度、压实度、平整度都能够符合施工要求后，再进行下一层回填。与下方各层不同，在首层垫层的回填中应控制机械设备的振动力度。在换填结束后，可通过在垫层中压入环刀并采集一定深度垫层样品进行检测的环刀法来检查地基回填是否达标，只有地基质量达标才能结束施工，否则应及时进行整改。

2.2排水预压法

该技术多用于饱和性软基，需以表面薄膜密封、堆重物或造成真空负压环境，来挤压出软基中的水分，达到软基固结效果[2]。其重点环节在于垫层铺设、真空泵安装与抽压。垫层铺设前应彻底清理铺设区域及其周围，均匀铺设0.5～0.8"m厚的砂垫层，使2块排水板间相隔约1.5"m。安装真空泵前应先埋好间距6"m内的管路和滤管，应确保各接头间没有任何缝隙，以免漏气；真空泵周围应设置真空表测头；铺设的塑料膜也应确保和土层间严丝合缝，且应确保薄膜的完整性，以防因缝、孔等而无法处于真空状态。抽压过程中，应先排出膜下空气，同时检测真空数值，待膜下、泵口及主管真空度分别升至75"kPa、90"kPa时，即可预压固结操作，当固结时间、平均固结度达一定程度后提示固结成功。

1.3化学固结法

化学固结法是指将化学试剂灌注入软基中，与软基土粒搅拌到一起并使其胶结，达到强制固结软基、提高承载力的作用。化学固结法主要有硅化加固术、高压旋喷法、深层搅拌法等，以高压旋喷法较常用，在黄土、淤泥等软基中效果较好。操作时，应先将高压钻头沿桩孔位置钻入土层中进行水泥浆灌注，边喷边螺旋向上提升钻杆，将水泥浆容重保持在1.1～1.25"h/cm3。当软基固结后进行水泥浆充填。每次灌浆结束后应彻底清洗喷头和管路，以防下次使用时出现堵塞现象[3]。硅化加固的原理是硅酸钠和氯化钙在化学反应后可获得凝胶聚合物，这种聚合物可让软弱土粒被黏结到一起，进而提高土质强度和硬度。施工前，应根据现场条件选择溶液种类，如粉砂、黄土软基使用硅酸钠，而砂土软基则应先后使用硅酸钠和氯化钙等。深层搅拌法类似于传统灌浆法，需要通过深层搅拌的方式充分混匀水泥浆和软弱土粒，借助于水泥的固化作用来加固软弱地基。因此，施工人员应先对现场土质进行全面分析，合理选择固化剂配方，通过搅拌机使淤泥和固化剂充分混合，才能最终降低地基变形和沉降。

2.4挤淤抛填法

因碎石或片石在重力作用下沉入软基底部的过程中会同时排出淤泥，多用于处理含水量较大的淤泥或积水洼地处软基。与其他类型的软基处理技术相比，该方法简单易行，有着较高的性价比。碎石大小是该技术实施的要点之一，一般来说，碎石料尺寸应不低于0.3"m，需先在软基周围搭接不窄于0.5"m且顶面向内倾斜的台阶。填抛时，应先抛较重毛石，当其基本覆盖软基表面后需用机械设备碾压4～5次，再继续铺投碎石，继续重复碾压直至表面平整。将挤压出的淤泥清理干净，通过沉降观测法来评价沉降量、压实度的达标情况，对未达标处继续进行振动压实。

3水运工程软基处理技术应用建议

3.1确保数据的真实有效性

水运工程关系到民生大计，应结合工程和软基两方面的真实数据展开软基处理，才能保证工程的使用安全和使用寿命。从以往经验来看，不少工程由于数据上出现差错而导致事故发生。这就需要测量人员认识到自身在软基处理中担负的重要责任，认真了解测量要求，按相关标准规范操作，并多次核对和校准，以确保所测量数据的准确性[4]。同样，施工人员在施工过程中，也应在确保软基数据真实、有效性的前提下探讨软基处理的针对性方法，最终解决土壤松软问题，提高地基承载力。

3.2合理选择施工方案

水运工程现场环境和地基构造多数较为复杂，在多种因素影响下，可能出现软基处理效果存在不确定性的问题，很难保证处理后的地基状态能符合施工要求。所以，施工单位应事先充分考察施工现场周围地形地貌，了解土质、土壤特征和基建位置，确切掌握各项相关数据，选定可用施工技术范围；并从技术实操、施工成本、工期多方面入手，对所选范围内各项技术进行比对，确定最适合的软基处理技术。之后，可在施工现场选择最典型的软基进行试验段施工，根据处理效果，对方案中不合理处进行修改，准确获得换填厚度、固结时间等参数。也可通过建筑信息模型（Building"Information"Modeling，BIM）技术构建软基模型，导入施工方案进行模拟，按照模拟结果来发现存在的技术问题，对方案进行改进。

3.3固化工艺

固化处理地基可有效保障地基强度。该工艺分为浅层、深层固化两种，分别有不同固化方式。其中，浅层固化需运用带有旋切搅拌装置的挖掘机进行固化搅拌，为后续固化施工的实施打好基础，确保地基固化效率；根据工艺需要合理配置固化填充料，通过在泵内搅拌使其变得均匀，同时，用储料罐运输过程中也需做好搅拌，以确保填充料运输的顺利性；在旋切软土地基时混入填充料，将地基和填充料混合均匀，以提高固化效率，使最终地基强度达到10-60t/m2。深层固化则应选择搅拌桩加固，采用双轮铣搅拌装置，其余工艺和浅层固化相同。

3.4掌握施工设备注意事项

双轮铣搅拌设备通过挖机液压进行驱动，用于对软基立体式搅拌。因该设备连接杆和喷嘴两边的2个搅拌头在增加搅拌面积上发挥积极作用，其单次搅拌面积不低于1"m2，搅拌效率更是高达50～80"m3/h[5]。使用该设备时应注意，若施工间歇期较长，应在施工结束后彻底清洁喷嘴，以防因被固化剂或淤泥堵塞而影响下次施工。

后台供料系统用于配置和供应需添加的固化剂。在使用过程中，固化剂会从该系统的喷浆管进入喷嘴，再被高压喷入土层，同时，搅拌头上的螺旋刀头会边切削周围土体边转动，达到固化剂和软基充分混合的作用。其中的固化剂添加控制系统可通过灵活配置固化剂添加量来调节固化效果，还能防止材料浪费，起到节省施工成本的作用。随着科技和建筑行业发展，现有的后台供料系统越来越智能化，操作起来也越来越便利。实际使用中，应结合现场情况、施工设备与原材料位置进行布设，确保该系统有足够的压力泵送材料，以及原材料供应给系统的便利性。但若施工现场布局复杂、后台布设距离较远，可通过中转泵送的办法进行材料供应。

此外，也应做好对软基处理中每个施工步骤的质检，及时发现问题、及时处理；全面监察施工所需使用的各类材料，随时做好应急准备等。

4结语

随着水运交通在我国交通运输、经济发展中发挥越来越重要的作用，水运工程已关系到区域安全和惠民政策。作为水运工程的承办方，施工单位应具备过硬的专业能力，给予水运工程建设以极大的重视，认真分析水运工程中软土地基的性质和适用的处理技术，充分掌握各项技术要点，规范开展施工步骤，以确保水运工程质量和使用安全，为社会主义现代化建设作出积极贡献。

参考文献

[1]邓安华，孙振涛，张磊.静动力排水固结法处理吹填海相泥沙软基试验研究[J].水运工程，2024（4）：162-167，195.

[2]张振，米占宽，朱群峰，等.考虑排水板土柱效应的软土地基固结特性研究[J].水利水运工程学报，2023（2）：70-79.

[3]何雅玲，胡翔.港口航道护岸工程中的软基处理施工技术[J].中国水运，2022（5）：115-117.

[4]许大安.水运工程软基处理施工技术[J].珠江水运，2021（15）：102-103.

[5]丁亮.水运工程软基处理技术的发展与应用[J].居业，2021（8）：55-56.