摘要：国家对水利事业的发展越来越重视，常常需要在各种复杂的地质条件下建造工程，港口、航道建设中经常遇到软土地基问题。基于此，本文对港口航道工程建设中的软土地基特性、相应处理方法及工程实例进行了简要论述。
关键词：港口航道工程；软基特性；软基处理；工程实例
前言：近年来，在经济全球化的时代背景下，我国经济得到飞速发展。航运能降低公路运输的安全和维护压力；节约土地资源，降低交通建设和维护成本；促进沿江区域工业园、产业集群的形成，带动区域经济增长；人口迁移集聚，提高居民收入和生活水平，增强人民的幸福感指数。而港口航道是航运发展中十分重要的基础设施。国家对水利事业的发展越来越重视，常常需要在各种复杂的地质条件下建造工程，有时不能事先选择地质良好的场地，不得不在地质条件不好的地段开展建设。此时，能因地制宜对软土地基进行有效处理显得格外重要。
一、港口航道工程建设中的软土地基特性分析
软土地基主要分布在沿海以及河流的中下游地区，亦或是一些湖泊附近区域，一般埋藏在一些比较厚、比较软的地表下面。软土地基的性质因地而异，因层而异，不可预见性大，但是其也具有一些共性。一般来说，覆盖层中都包含以下几种成分：软粘土、淤泥以及淤泥质土等。软基主要具有天然含水量高、天然孔隙比大、压缩性高、抗剪强度低、固结系数小、固结时间长、灵敏度高、扰动性大、透水性差、土层层状分布复杂、各层之间物理力学性质相差较大等特点。其承载力低，变形大，特别是不均匀变形大，而且变形稳定时间很长，达几年甚至几十年。这往往会使工程建筑沉降大且不均匀，造成建筑物开裂、坍滑、倾斜等。
二、港口航道工程建设中的软基处理发展历程分析
地基处理技术一直在发展进步。在20世纪60年代中期，就如何提高土的抗拉强度，衍生发展了土的“加筋法”；就如何有利于土的排水和排水固结，发展了土工合成材料、砂井预压和塑料排水带；就如何进行深层密实处理，采用加大击实功的措施，发展了“强夯法”和“振动水冲法”等。此外，随着科学技术的进步，现代工业的发展为地基工程提供了强大的生产手段，如制造了重达几十吨的强夯起重机械；带来了振动水冲法中振冲器的施工机械-潜水电机；研制了真空泵，衍生了真空预压法；生产了大于200个大气压的压缩空气机，从而产生了“高压喷射注浆法”。
三、港口航道工程建设中的软土地基处理方法分析
软基处理方法大致分为三类：1、使土的孔隙减小，也就是使土颗粒尽量靠拢，例如：预压加固法、强力夯实法和振动水冲法等。2、使土颗粒胶结在一起，例如：硅化法、旋喷法和石灰加固法等。3、改变地基变形与稳定性条件，例如：垫层法，振压法和挤淤法等。以下介绍几种常见的地基处理方法。
（1）预压加固法：即在建筑物或构筑物建造前，先在拟建场地上施加或分级施加与其相当的荷载，使土体中孔隙水排出，孔隙体积变小，土体密实，提高地基承载力和稳定性。堆载预压法处理深度一般达10m左右，真空预压法处理深度可达15m左右。
（2）强力夯实法：即用几十吨重锤从高处落下，反复多次夯击地面，对地基进行强力夯实。实践证明，经夯击后的地基承载力可提高2～5倍，压缩性可降低200～500%，影响深度达10m以上。
（3）振动水冲法：按不同土类可分为振冲置换法和振冲密实法两类。振冲法在粘性土中主要起振冲置换作用，置换后填料形成的桩体与土组成复合地基；在砂土中主要起振动挤密和振动液化作用。振冲法的处理深度达10m左右。
（4）换填垫层法：当建筑物基础下的持力层比较软弱、不能满足上部结构荷载对地基的要求时，常采用换土垫层来处理软弱地基。即将基础下一定范围内的土层挖去，然后以强度较大的砂、碎石或灰土等回填，并夯实至密实。
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（5）深层搅拌法：该方法是利用水泥或其它固化剂通过特制的搅拌机械，在地基中将水泥和土体强制拌和，使软弱土硬结成整体，形成具有水稳性和足够强度的水泥土桩或地下连续墙，处理深度可达8～12m。施工过程为：定位—沉入到底部—喷浆搅拌（上升）—重复搅拌（下沉）—重复搅拌（上升）—完毕。
（6）砂石桩法：振动沉管砂石桩是振动沉管砂桩和振动沉管碎石桩的简称。其就是在振动机的振动作用下，把套管打入规定的设计深度，夯管入土后，挤密了套管周围土体，然后投入砂石，再排砂石于土中，振动密实成桩，多次循环后就成为砂石桩。也可采用锤击沉管方法。桩与桩间土形成复合地基，从而提高地基的承载力和防止砂土振动液化，也可用于增大软弱粘性土的整体稳定性。其处理深度达10m左右。
（7）土或灰土挤密桩法：土桩、灰土桩是利用沉管、冲击或爆扩等方法在地基中挤土成孔，然后向孔内夯填素土或灰土成桩。成孔时，桩孔部位的土被侧向挤出，从而使桩周土得以加密。土桩及灰土桩挤密地基，是由土桩或灰土桩与桩间挤密土共同组成复合地基。土桩及灰土桩法的特点是：就地取材，以土治土，原位处理、深层加密和费用较低。
四、工程软基处理应用实例介绍
要对某个工程软土地基进行处理，首先必须认真分析工程相关资料，了解该工程地质情况，地基土层性质，根据实际情况来选择合适的处理方法，广东某项目采用预压加固法处理软基相关监测数据及检测结果如下：
真空预压期间，表面沉降、孔隙水压力、分层沉降、地下水位、侧向位移等各项监测数据较好的反应了施工状况，体现了软基处理效果。加固区累积最大沉降量2250mm，累积最小沉降量1685mm，A区平均沉降量1969mm，B区平均沉降量1993mm，恒压初期沉降速率较大，最大可达90mm/d，之后沉降速率逐渐放缓；孔隙水压力反应了真空度向下传递的情况，累积真空度可达-70~-80kPa；不同深度土层分层沉降环均有一定沉降量，浅层埋设沉降环沉降量最大；地下水位在抽真空后急剧下降，累积下降量可达4~6m；加固区外侧斜管侧向位移较大，累积侧向位移量503.53~936.62mm，最大侧向位移速率可达10mm/d以上，加固区周边构筑物未发生因变形较大带来的安全问题。
根据沉降~时间曲线进行最终沉降量的预测，A区推算得到的固结度73.73~83.94%，工后残余沉降量39.64~53.16cm，B区推算得到的固结度80.79%~89.88%，工后残余沉降量21.83~46.49cm，未完全满足设计卸载规定，但依照建设单位、监理单位、设计单位综合考虑工期、造价等因素关于降低用地使用荷载的要求，施工单位对A、B区分别进行停泵卸载。
根据加固前后钻孔取土标贯试验、十字板剪切试验结果，软土的含水率、孔隙比、压缩系数、粘聚力等物理力学指标明显改良，标贯击数有一定程度增加，十字板强度有较大程度增长，表明经软基处理后，承载力有一定程度提高，取得了较好的加固处理效果。
从监测数据及检测结果综合分析，本项目经真空预压软基处理，各项指标得到一定程度改良，体现了软基处理加固效果。
五、结束语
软基处理是港口航道工程建设中的基础，也是港口航道工程能长久正常运行的基础。另一方面，还能有效保障工程相关人员的安全。软基处理技术的合理有效应用将有力地推动航运事业的健康持续发展，提高国民生产总值，使我们的祖国更加繁荣昌盛。
参考文献：
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[2]李佳，李平.软土地基航道护岸加固方法对比分析[J].西部探矿工程，2014（11）：15-17.
[3]王红.水运工程软基处理技术的发展与应用[J].科技风，2016（1）：165-167.
论文作者:陈芝
论文发表刊物:《基层建设》2019年第6期
论文发表时间:2019/4/19
标签：地基论文; 工程论文; 预压论文; 航道论文; 孔隙论文; 港口论文; 灰土论文; 《基层建设》2019年第6期论文;