淺談內(nèi)河航道軟基處理技術(shù)

摘要：毫無疑問，內(nèi)河航道護岸工程的質(zhì)量控制很重要的一環(huán)在于軟地基的處理。文章闡述了內(nèi)河航道軟基的特性，詳細(xì)概括了航道施工軟基處理的常用方法，并從墊層法和攪拌樁樁基處理技術(shù)角度出發(fā)，解析了內(nèi)河航道工程如何進行軟基處理。

關(guān)鍵詞：內(nèi)河；航道施工；軟基；處理

總體來說，內(nèi)河航道整治的主要手段是通過建設(shè)護岸并對墻前土方進行水下疏浚來達到航道等級標(biāo)準(zhǔn)。護岸工程質(zhì)量不僅與護岸本身的砌筑質(zhì)量有關(guān)，其決定性也在于護岸的地基處理。一般來講，在工程設(shè)計、施工過程中，面對各種復(fù)雜的工程地質(zhì)情況，若地基的承載力足夠，則只需優(yōu)化基礎(chǔ)和建筑物的設(shè)計即可；若地基的承載力不足，就可以判定為軟弱地基，必須采取措施對軟弱地基進行處理。

1 內(nèi)河軟地基特性概述

我國淤泥質(zhì)軟土層廣泛分布于廣州地區(qū)以及浙江等沿海一帶。一般來講，在沿海、河流中下游或湖泊附近，地表下埋藏著深厚的松軟覆蓋層，雖然成因不同，但特點相近，它們主要有軟粘土、淤泥、淤泥質(zhì)土或粉砂夾淤等，都不宜作為天然地基，其中淤泥是軟粘土的典型代表，淤泥的物理和力學(xué)性質(zhì)有：顏色一般為深灰色或暗綠色，有臭味。淤泥含有很多細(xì)顆粒及大量的有機物腐植質(zhì)在干燥時比較硬，手搓無砂的感覺。含水量和孔隙比較大，容量較小。一般天然含水量W=40％ 一70％ ，孔隙比e>1．0，天然容重γ=l.5一l.8t／m3。淤泥強度極低，標(biāo)準(zhǔn)貫入擊數(shù)N ，承載力很小。且靈敏度很大。對于這種地基應(yīng)盡量避免擾動，破壞其結(jié)構(gòu)，從而降低強度。壓縮性很大，江蘇沿海地區(qū)許多淤泥含水量W 在60％左右，壓縮系數(shù)aγ>0．1cm2／kg，因此基礎(chǔ)沉降量很大。滲透性很小，該地基的固結(jié)過程很長，沉降緩慢。

因此，在淤泥層上建造水工建筑物，很可能會使基礎(chǔ)破壞，產(chǎn)生過大的沉降量或沉降差，建筑物在外力的作用下發(fā)生傾斜、滑動等，因此航道的設(shè)計需要進行地基處理。

2 航道施工軟基處理一般方法

軟弱地基系指壓縮層主要由淤泥、淤泥質(zhì)土、沖填土、雜填土或其它高壓縮性土層構(gòu)成的地基，是指在一定的建筑條件下，工后沉降量和穩(wěn)定性不滿足規(guī)范要求的地基。在實際航道護岸工程的施工中，經(jīng)常會遇到軟弱地基不能夠滿足護岸工程質(zhì)量要求的情況，必須對地基采取適當(dāng)?shù)拇胧┻M行處理，以改善地基土的強度、壓縮性、透水性、動力特性、濕陷性和脹縮性等特性，達到滿足護岸工程建設(shè)需要的目的。

總體來說，對淤泥地基的處理，可以分為三類：

使土的孔隙減小，也就是使土顆盡量靠攏，例如：預(yù)壓加固法、強力夯實法和震動水沖法等。使土顆粒膠結(jié)在一起，例如：硅化法、旋噴法和石灰加固法等。 改善地基變形與穩(wěn)定性條件。例如：墊層法、鎮(zhèn)壓法和擠淤法等。

以下重點分析墊層法和樁基軟基處理技術(shù)：

2.1墊層法

2.1.1墊層法概述

軟土地基處理的方法很多，但根據(jù)航道護岸的實際情況，主要采用墊層法。當(dāng)建筑物基底下的持力層為軟粘土、淤泥等軟弱土層不能滿足設(shè)計要求，在其厚度不超過2m時，可將該土層全部挖出，把基礎(chǔ)置于硬土層上，但如持力層的軟土層較厚時，深度開挖不現(xiàn)實，就可考慮采用墊層法處理。像京杭運河杭州段的許多重力式護岸，往往采用的就是墊層法處理軟基，墊層所用的材料按照“就地取材，經(jīng)濟實用”的原則，通常采用的是碎石墊層(或塊石墊層)。

2.1.2施工一般要求

這種方法是在軟土地基上鋪設(shè)厚度為0．5一1．2m左右的墊層。施工時，應(yīng)做到攤鋪均勻，注意不要有很大的集中載荷作用。

碎石墊層像筏式基礎(chǔ)，它不僅加深了建筑物基礎(chǔ)的埋置深度，而且使建筑物的荷載通過碎石墊層均勻地擴散到軟土地基上，減少了軟土層所受的附加應(yīng)力。這對防止地基內(nèi)部局部應(yīng)力集中所引導(dǎo)起的剪切破壞是有一定作用的，不致引起深層滑動。又因基礎(chǔ)底部與碎石墊層間的摩擦力較大，增強了抵抗水平滑動的穩(wěn)定性。

通常來講，沉降量是與地基的附加應(yīng)力成正比的，而緊靠底域內(nèi)的附加應(yīng)力比較大，這部分的沉降量也就大，將持力層的部分軟土換為碎石墊層后，就能夠大大減少基礎(chǔ)的沉降量，并可調(diào)整基礎(chǔ)的不均勻沉降。碎石墊層在設(shè)計時應(yīng)作為基礎(chǔ)的一部分考慮，其寬度應(yīng)為護岸基礎(chǔ)的寬度加上2倍墊層的厚度(應(yīng)力擴散角45°)，一般碎石墊層的厚度在0．3-0．5m，施工時要將其夯實。

一般對于塊石墊層來說，其材料用錐形塊石做主骨料，碎石、砂、石屑為填隙料，形成嵌鎖結(jié)構(gòu)，通過填隙碾壓增加嵌鎖結(jié)構(gòu)的密實度和穩(wěn)定性。該種結(jié)構(gòu)形式主要用于盛產(chǎn)石料地區(qū)、施工缺水和土基含水量較高的區(qū)域。塊石墊層材料主要為塊石(毛石)、碎石(礫石)和(瓜米)砂，這些材料在運輸和施工過程中，不會產(chǎn)生較大的粉塵而污染環(huán)境，更不會對水造成污染；在施工過程中，除振動碾壓會產(chǎn)生噪音外，其它所有工序均為人工作業(yè)，不會有噪音，能滿足城市建設(shè)環(huán)保的要求。

2.2攪拌樁處理軟基技術(shù)

2.1試樁要求

深層攪拌水泥樁適用于處理淤泥、淤泥質(zhì)士、泥炭士和粉士。當(dāng)用于處理泥炭士或地下水具有侵蝕性時，應(yīng)通過試驗確定其適用性。冬季施工時應(yīng)注意低溫對處理效果的影響。深層攪拌樁施工是藉攪拌頭將水泥漿和軟士強制拌，每個標(biāo)段的試樁不少于5根，且必須待試樁成功后方可進行水泥攪拌樁的正式施工。試樁檢驗可采取7天后直接開挖取出。或至少14天后取芯。以檢驗水泥攪拌樁的攪拌均勻程度和水泥土強度。

2.2工藝流程

一般來講，攪拌樁處理軟基施工流程為：樁位放樣斗鉆機就位→檢驗、調(diào)整鉆機→正循環(huán)鉆進至設(shè)計深度→打開高壓注漿泵→反循環(huán)提鉆并噴水泥漿→至工作基準(zhǔn)面以下0．3m，重復(fù)攪拌下鉆并噴水泥漿至設(shè)計深度→反循環(huán)提鉆至地表→成樁結(jié)束→施工下一根樁。

項目經(jīng)理部須指派專人負(fù)責(zé)水泥攪拌樁的施工，全過程旁站水泥攪拌樁的施工過程。所有施工機械均應(yīng)編號，應(yīng)將現(xiàn)場技術(shù)員、鉆機長、現(xiàn)場負(fù)責(zé)人、水泥攪拌樁樁長、樁距等制成標(biāo)牌懸掛于鉆機明顯處，確保人員到位，責(zé)任到人。水泥攪拌樁開鉆之前，應(yīng)用水清洗整個管道并檢驗管道中有無堵塞現(xiàn)象，待水排盡后方可下鉆。為保證水泥攪拌樁樁體垂直度滿足規(guī)范要求，在主機上懸掛一吊錘，通過控制吊錘與鉆桿上、下、左、右距離相等來進行控制。對每根成型的攪拌樁質(zhì)量檢查重點是水泥用量、水泥漿拌制的罐數(shù)、壓漿過程中是否有斷漿現(xiàn)象、噴漿攪拌提升時間以及復(fù)攪次數(shù)。為了確保樁體每米摻合量以及水泥漿用量達到設(shè)計要求，每臺機械均應(yīng)配備電腦記錄儀。同時現(xiàn)場應(yīng)配備水泥漿比重測定儀，以備監(jiān)理工程師和項目經(jīng)理部質(zhì)檢人員隨時抽查檢驗水泥漿水灰比是否滿足設(shè)計要求。水泥攪拌配合比：水灰比0．45-0．50、水泥摻量12％、每米摻灰量46．25kg、高效減水劑O．5％。水泥攪拌樁施工采用二噴四攪工藝。第一次下鉆時為避免堵管可帶漿下鉆，噴漿量應(yīng)小于總量的1／2，嚴(yán)禁帶水下鉆。第一次下鉆和提鉆時一律采用低檔操作，復(fù)攪時可提高～個檔位。每根樁的正常成樁時間應(yīng)不少于40分鐘，噴漿壓力不小于0．4MPa。為保證水泥攪拌樁樁端、樁頂及樁身質(zhì)量，第一次提鉆噴漿時應(yīng)在樁底部停留30秒，進行磨樁端，余漿上提過程中全部噴入樁體，且在樁頂部位進行磨樁頭，停留時間為30秒。施工時應(yīng)嚴(yán)格控制噴漿時間和停漿時間。每根樁開鉆后應(yīng)連續(xù)作業(yè)，不得中斷噴漿。嚴(yán)禁在尚未噴漿的情況下進行鉆桿提升作業(yè)，儲漿罐內(nèi)的儲漿應(yīng)不小于一根樁的用量加50kg。施工中發(fā)現(xiàn)噴漿量不足，應(yīng)按監(jiān)理工程師要求整樁復(fù)攪，復(fù)噴的噴漿量不小于設(shè)計用量。如遇停電、機械故障原因，噴漿中斷時應(yīng)及時記錄中斷深度。在12小時內(nèi)采取補噴處理措施，并將補噴情況填報于施工記錄內(nèi)。補噴重疊段應(yīng)大于100cm，超過12小時應(yīng)采取補樁措施。

現(xiàn)場施工人員認(rèn)真填寫施工原始記錄，記錄內(nèi)容應(yīng)包括：施工樁號、施工日期、天氣情況；漿深度、停漿標(biāo)高；灰漿泵壓力、管道壓力；鉆機轉(zhuǎn)速；鉆進速度、提升速度；漿液流量、 每米噴漿量和外摻劑用量；復(fù)攪深度。

結(jié)語

實踐證明，內(nèi)河航道的軟基有效處理直接關(guān)乎其質(zhì)量控制，在實際工程中應(yīng)采取合適的方法，以實現(xiàn)軟基處理最優(yōu)。

參考文獻

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[2]王金忠. 淺談航道護岸工程中軟弱地基的處理[J]．江蘇交通科技，.2005.

[3]龔曉南．地基處理手冊(第二版)[M]．北京：中國建筑工業(yè)出版社，2000.

作者簡介：楊志林（1982-），男，籍貫溫嶺，現(xiàn)在杭州市港航管理局航道養(yǎng)護管理處任職，助理工程師，工學(xué)學(xué)士。