劉浩然

安徽省交通航務(wù)工程有限公司

1 軟基的物理特性

河道堤防工程的基礎(chǔ)形式多以軟土地基為主，該類(lèi)土質(zhì)以淤泥質(zhì)土居多，具有較高的含水量，且土體空隙比大、壓縮性高、透水性差、承載性低，導(dǎo)致基礎(chǔ)處理難度大大提升。此類(lèi)地基主要呈現(xiàn)以下特性：（1）軟土地基主要表現(xiàn)為含水量高、孔隙比大，其中，淤泥質(zhì)土體含水量通常為50%～80%，孔隙比約1～2。（2）軟土地基壓縮性高，其壓縮系數(shù)＞1.5MPa-1，此類(lèi)土體若不進(jìn)行加固處理，極易發(fā)生沉降而導(dǎo)致構(gòu)筑物發(fā)生形變甚至開(kāi)裂損壞。（3）軟土地基雖含水量高但透水性差，其滲透系數(shù)通常＜1mm/d，從而導(dǎo)致在荷載的作用下，土體因孔隙水壓力較高而導(dǎo)致壓密固結(jié)困難。（4）軟土多呈現(xiàn)流塑或軟塑狀態(tài)，在受到荷載的作用時(shí)，其抗剪強(qiáng)度較差，無(wú)側(cè)限抗剪強(qiáng)度通常不超過(guò)30KN/m2,因此，做好軟土地基排水固結(jié)是確保地基強(qiáng)度的關(guān)鍵。（5）軟土因絮狀結(jié)構(gòu)使得一旦受到外界擾動(dòng)，就會(huì)導(dǎo)致土體強(qiáng)度大大降低，甚至?xí)尸F(xiàn)一定的流動(dòng)性，因而，軟土地基的開(kāi)挖及加固處理時(shí)，應(yīng)盡量避免對(duì)土體的擾動(dòng)，以最大限度減少土體變形，確保地基處理效果。

2 河道堤防工程軟基處理常用施工技術(shù)

根據(jù)軟弱土質(zhì)相關(guān)理論基礎(chǔ)，軟基處理工藝通常較多，且不同的處理工藝往往也在適用條件、處理效果等方面存在一定的差異，因而，在進(jìn)行河道堤防工程的軟基處理時(shí)，務(wù)須結(jié)合堤防工程的實(shí)際情況，選擇適宜、合理的軟基處理技術(shù)。其中，對(duì)于堤防工程而言，較為常用的軟基處理有以下幾種：。

2.1 水泥土樁處理法

水泥土樁處理法主要分為高壓旋噴樁處理與深層攪拌樁處理兩種，這兩類(lèi)樁基處理工藝雖然存在一定差異，但加固工法技術(shù)與處理效果較為相似，即將水泥作為固化劑，并利用不同機(jī)械設(shè)備將軟土與水泥漿在地基深處予以強(qiáng)制性攪拌，通過(guò)水泥與軟土的充分反應(yīng)后形成具備一定強(qiáng)度的固結(jié)物，并與樁間土形成具備相應(yīng)性能的復(fù)合地基，以顯著提升堤防工程基礎(chǔ)的強(qiáng)度及變形模量。其中，高壓旋噴樁處理工藝通過(guò)高壓噴射水泥漿與土體形成具有較高強(qiáng)度的樁體，所形成的樁體強(qiáng)度大、壓縮性小，對(duì)于沖填土、軟黏土的軟基加固非常適用，但對(duì)于含水率及有機(jī)質(zhì)較高的泥炭土、塘泥土等軟基的加固效果差。而深層攪拌樁通過(guò)三軸攪拌鉆機(jī)實(shí)施鉆孔與注漿作業(yè)，同時(shí)利用水泥漿等固化材料與土體予以加固并形成統(tǒng)一整體，進(jìn)而使土體強(qiáng)度、承載性得以顯著提升。該工藝主要是利用三軸攪拌鉆機(jī)對(duì)地基實(shí)施鉆進(jìn)，通過(guò)灰漿系統(tǒng)于鉆頭位置實(shí)施噴漿作業(yè)，并對(duì)鉆桿進(jìn)行上下活動(dòng)使?jié){液與土體實(shí)現(xiàn)充分拌和，從而使混合后的土體更加密實(shí)、強(qiáng)度更高、穩(wěn)定性更好。深層攪拌樁對(duì)于粘性土、含水量高、沙土等均能使用，因而用于河道堤防工程的軟基加固，能夠有效滿足河道防洪的相關(guān)性能要求。

深層攪拌樁施工前，應(yīng)首先做好作業(yè)場(chǎng)地的整平，并將施工區(qū)域內(nèi)土體表層的硬物予以細(xì)致清理并夯實(shí)，確保表層土體不會(huì)因機(jī)械設(shè)備而發(fā)生沉降與形變。其次，測(cè)量放線直接關(guān)系著樁位及軸線位置的準(zhǔn)確性，務(wù)須嚴(yán)格依照?qǐng)D紙及相關(guān)要求進(jìn)行測(cè)量放樣及永久性標(biāo)記，并于完成相關(guān)測(cè)放作業(yè)后進(jìn)行復(fù)測(cè)，與此同時(shí)由監(jiān)理人員驗(yàn)收無(wú)誤后即可開(kāi)展下一工序的作業(yè)。另外，按要求進(jìn)行溝槽開(kāi)挖作業(yè)，根據(jù)地質(zhì)勘察資料將施工區(qū)域內(nèi)地下障礙物予以徹底清理，并將挖出土方進(jìn)行處理，確保能夠順利開(kāi)展樁基施工。此外，鉆機(jī)鉆進(jìn)時(shí)應(yīng)確保樁機(jī)平直、穩(wěn)定，樁位偏差不得超過(guò)允許偏差值，且在攪拌樁提升及下沉作業(yè)時(shí)須按要求實(shí)施注漿作業(yè)，并對(duì)提升及下沉速度予以嚴(yán)格把控，注漿作業(yè)時(shí)應(yīng)對(duì)漿液配比、注漿量予以嚴(yán)格控制，確保其能夠有效滿足設(shè)計(jì)及精度要求。深層攪拌樁工藝流程圖如圖1。

圖1 攪拌樁主要成樁示意圖

2.2 換填處理法

換填法作為河道軟基處理較為常用的方法之一，其通過(guò)挖除軟弱地基土并置換具有較高強(qiáng)度及壓縮性的土質(zhì)，然后通過(guò)夯實(shí)使其強(qiáng)度達(dá)到基礎(chǔ)所需要的強(qiáng)度，以有效改善軟弱的不良土質(zhì)，進(jìn)而使河道堤防結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)更加穩(wěn)固，減少堤防工程基礎(chǔ)的變形量。該工法所選換填土體材料多為礦渣、碎石、灰土等具有一定強(qiáng)度、透水性且易被碾壓密實(shí)的土體材料，嚴(yán)禁選擇含水量大及含有較高有機(jī)質(zhì)的土體，以有效規(guī)避因碾壓不密實(shí)、土體強(qiáng)度不足而導(dǎo)致的承載能力偏低而影響堤防工程的穩(wěn)定性與安全性。換填土體材料的選擇時(shí)，可按照“就地取材”的原則，并根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定最優(yōu)含水量及壓實(shí)方法，該法多用于軟基厚度不超過(guò)3m的淤泥質(zhì)土、濕陷性黃土以及暗溝等淺層軟基處理。另外，需要注意的是，采用換填法進(jìn)行軟基處理時(shí)，應(yīng)做好相關(guān)的環(huán)保措施，以最大限度規(guī)避或降低土體換填過(guò)程中對(duì)河水所造成的污染。

2.3 鉆孔樁處理法

對(duì)于河道堤防工程基礎(chǔ)處理而言，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的高低以及承載性能的好壞是軟基處理最重要的指標(biāo)，鉆孔灌注樁因結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高、承載性好，而被廣泛應(yīng)用于軟土地基的處理工作中。為有效確保軟基處理的質(zhì)量與效果，務(wù)須做好對(duì)鉆孔樁施工質(zhì)量的嚴(yán)格把控。首先，嚴(yán)把施工前期各項(xiàng)準(zhǔn)備工作質(zhì)量。鉆孔灌注樁施工前，應(yīng)編制周詳?shù)能浕幚韺?zhuān)項(xiàng)方案并組織相關(guān)專(zhuān)家進(jìn)行論證后予以落實(shí)，在正式動(dòng)工前應(yīng)組織勘察及設(shè)計(jì)人員深入施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行勘察，以為后期軟基處理以及技術(shù)方案的選擇提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)依據(jù)。其次，做好場(chǎng)地清理及測(cè)量放樣。鉆孔樁施工前，應(yīng)做好場(chǎng)地平整與清理，并嚴(yán)格按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求予以測(cè)量放樣，確保測(cè)放偏差不得超過(guò)10mm。另外，鉆孔施工質(zhì)量控制。實(shí)施鉆進(jìn)的過(guò)程中，應(yīng)做好鉆進(jìn)力度與速度的控制，堅(jiān)持“由小至大，由慢到快”的原則，并充分利用沖洗液正反循環(huán)系統(tǒng)對(duì)鉆孔予以清洗，以有效確保注漿作業(yè)的成效。此外，鉆孔樁鋼筋籠質(zhì)量的控制。鋼筋籠是確保樁基穩(wěn)定性的重要前提，因此，務(wù)須嚴(yán)格把控鋼筋籠下料、制作與安裝的質(zhì)量，對(duì)于受拉鋼筋嚴(yán)禁使用綁扎的方式進(jìn)行固定連接，且綁扎及焊接作業(yè)應(yīng)嚴(yán)格按照相關(guān)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求，以有效避免因鋼筋籠變形而導(dǎo)致的樁基質(zhì)量問(wèn)題。最后，嚴(yán)格把控混凝土施工質(zhì)量。根據(jù)樁身設(shè)計(jì)強(qiáng)度合理選擇混凝土配比，嚴(yán)格控制混凝土拌和作業(yè)質(zhì)量，確?；炷了冶?、塌落度、流動(dòng)性等各項(xiàng)性能指標(biāo)均能滿足樁身強(qiáng)度要求。同時(shí)，注漿過(guò)程中，應(yīng)對(duì)注漿管提升高度予以嚴(yán)格把控，確保注漿管提升高度不得超過(guò)漿液面，以有效避免注漿作業(yè)不規(guī)范而導(dǎo)致的斷樁問(wèn)題。

2.4 砂井堆載預(yù)壓處理法

砂井堆載預(yù)壓是通過(guò)在軟土層打入管井灌入具有較高透水性的砂以形成排水通道，并于砂墊層上方堆載加壓加速排水固結(jié)。該處理方式通過(guò)排水、加壓的相互配合，使軟土地基內(nèi)的孔隙水充分排出，并在外界堆載的作用下使土體實(shí)現(xiàn)快速排水固結(jié)。其中，排水系統(tǒng)主要分為排水墊層、排水砂溝以及豎向排水砂井等，排水體用砂多為透水性好且細(xì)度模數(shù)＞2.7，含泥量＜3%的中粗砂，砂袋抗老化、抗腐蝕能力較好，且滲透系數(shù)應(yīng)滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求；堆載預(yù)壓主要采用在地基表面堆土或施加其他荷載的方式，使軟弱土基實(shí)現(xiàn)快速沉降、固結(jié)，以最大限度減少后期堤防工程軟基沉降情況的發(fā)生。

采用該方法進(jìn)行軟基加固處理時(shí)，應(yīng)首先對(duì)加固土體范圍內(nèi)雜物予以清理，并在確保原材料滿足相關(guān)要求后實(shí)施鉆孔作業(yè)，鉆孔過(guò)程中須嚴(yán)格把控鉆桿垂直度，確?？孜患疤幚砩疃染鶡o(wú)誤后停鉆，灌砂時(shí)應(yīng)堅(jiān)持“兩灌兩振”原則，確保灌砂飽滿密實(shí)，砂井施工的同時(shí)進(jìn)行堆載預(yù)壓，堆載預(yù)壓時(shí)應(yīng)嚴(yán)格控制砂井垂直度，并按要求做好沉降觀測(cè)，避免由此而導(dǎo)致的地基失穩(wěn)或沉降過(guò)快。該處理法多用于淤泥質(zhì)土、沖填土等滲透系數(shù)較低的飽和粘土地基，但該法加固處理所需時(shí)間較長(zhǎng)，因此對(duì)于工期較為緊張的軟基處理工程則不適用。

3 結(jié)語(yǔ)

軟基處治不到位作為致使堤防工程出現(xiàn)下沉、開(kāi)裂等質(zhì)量問(wèn)題的根本成因之一，項(xiàng)目參建各方務(wù)須對(duì)其持以正確認(rèn)識(shí)并予以著重關(guān)注。通過(guò)緊抓前期勘探設(shè)計(jì)、全面落實(shí)嚴(yán)格施工管控、做好項(xiàng)目驗(yàn)收檢驗(yàn)等，全力確保堤防工程的施建質(zhì)量得以優(yōu)質(zhì)達(dá)標(biāo)，“筑百年工程,造福地方民眾”。