围垦工程软土地基处理技术措施研究

洪永帅

（浙江温州平阳县滩涂围垦工程建设指挥部，浙江 温州 325400）

围垦工程软土地基处理技术措施研究

洪永帅

（浙江温州平阳县滩涂围垦工程建设指挥部，浙江 温州 325400）

分析沿海滩涂围垦工程的现状，结合浙江某围垦工程，对竖向塑料排水板与碎石垫层相结合的海堤软地基处理方法的优点、施工工艺及施工质量控制要点进行了详细的分析研究。

沿海滩涂；围垦工程；软土地基处理；排水板；海堤

沿海滩涂是一种重要的土地再生资源，对其进行围垦开发，重构海陆变迁局势，已成为沿海地区解决土地紧张、促进经济发展的重要技术措施。我国在滩涂围垦开发利用方面研究起步较晚，并且存在很多不足。过去所进行的围垦工程大多是大面积成熟的滩涂，只需按照相关规范有序进行围垦和开发利用就能获得相应的社会经济效益，但是随着围垦工程的不断进行，加上大面积成熟滩涂资源的有限性，围垦工程已向处于成长阶段的滩涂进行开发利用进军。围垦工程的起围高程必然给围垦工程提出更高的要求，而且现代围垦工程基本达到机械全程作业，因此搞清楚拟围滩涂的土质状况，并结合相应的软土地基加固处理技术措施，提高滩涂围垦工程的地基质量水平，对保证围垦工程高效稳定的进行十分重要[1]。

受技术条件水平及工程投资资金的影响，传统的围垦工程不能准确掌握滩涂土质条件，加上围垦工程周围环境条件的制约，几乎没有进行细致的勘探，最多对围垦工程中拟建的闸、站等主要建筑物所处地基的地质条件进行勘探，以保障这些建筑物具有较高的性能。近年来，随着各类先进测量仪器装置的研发并在工程中取得良好的应用成果，为了真正掌握围垦工程中围垦滩涂面，尤其是海堤轴线整体的土质结构性能特性，在围垦工程勘探过程中，需对拟围的海堤轴线300～500m范围内的所有滩涂面进行细致的土质勘探，以期准确完善掌握拟建工程区域的所有土质条件，从而建设高效稳定的围垦建筑。

1 工程概况

浙江某围垦工程围区海堤总长为6572m，围区面积为1367 hm2，海堤堤基主要由海相沉积的软土地层和冲滩海相沉积的硬土层共同组成。软土地层主要由淤泥或淤泥质粉质粘土构成，而硬土层主要由粉质粘土地、粉土、粘土构成，整个围垦工程土质具体分层如表1所示。

从表1可知，1层和2-1层是软土地层，其属于全场分布。软土层淤泥层顶标高-1.87～2.62，层厚1.40～9.40；软土层淤泥粉质粘土层层顶标高-7.68～-3.27，层厚0.55～13.30。在研究和工程实践中可知，软土层由于具有含水量高、压缩性强、灵敏度大等特点，其物理力学稳定性较差，是工程应用中边坡稳定和堤坝压缩变形需要严格进行质量监督的控制层；而硬土层是分布在软土层以下的土层，其含水量为中等，压缩性、可塑性、力学稳定性均比软土层高。因此，软土层的加固处理是本工程地基处理过程中的重点和难点。

表1 该围垦工程地基土层分布

2 软土地基处理方法选择

由于该工程的海堤堤基全程范围内大多为新近淤积土层，其淤泥厚度平均达5.1m，最厚高达9.4m。由于新近淤积土层综合性能稳定性较差，加大了整个筑堤的施工难度，若在施工过程中，不采取有针对性的合理加载控制措施，很容易造成施工期发生失稳现象，为工程安全高效施工埋下巨大安全隐患；同时受提前交付的影响，本围垦造地工程整体施工进度紧，施工强度高，这就给海堤地基处理提出了更高要求。为此，在施工前，必须结合该工程的实际地质情况，采取实际可行的软土地基加固处理方案及相关加载控制措施，保障工程安全稳定的高效施工［2］。

2.1 考虑因素

2.1.1 海堤工程安全

围垦工程的主要目的是围海造地，其工程的关键项目是修建具有防汛功能的围海大堤。若采取的技术措施不当将对海堤带来巨大安全隐患。因此，在制定软土地基处理方案时，海堤安全是制定其他任何处理方案的基础，是整个工程具有高效质量水平的重要保障条件。

2.1.2 地基处理效果

围垦工程中的海堤是在软土土质的海滩上修建较高的防汛挡水坝，堤坝如此大的荷载直接或间接作用在地基软土层中的附加应力相当大，而且整个衰减过程比较缓慢，需要的压缩厚度较大，故浅层的地基加固对减少海堤由于自重导致沉降的作用效果十分有限。因此，在制定处理方案时，必须考虑其所能达到的效果满足相关规范要求。

2.1.3 施工时间

围垦工程由于涉及防汛问题，时间要求严格，时间性强。若地基处理方案采取不当，将导致工程施工不能在汛前完成计划的施工项目，其在强大的海潮等冲击破坏力作用下，必然会产生严重后果。

2.1.4 工程总体造价控制

在制定地基处理方案时，除了要满足工程施工安全、省时、有效性等功能需求外，同时还要充分考虑工程总体造价控制，良好的社会经济效益是工程建设过程中各企业追求的整体目标。因此，所制定的海堤地基处理方案中必须满足安全、省时、有效、快捷、经济实惠等要求。

2.2 处理方法

2.2.1 换填

换填软土地基处理方法是利用土质性能较好的土体将具有软弱性能的土体置换掉。在围垦工程中，由于滩涂的淤泥面较宽，淤泥量较大，要进行大面积的淤泥置换，不仅整个施工难度较大、成本较高，而且还违背滩涂软基处理促淤的目的。

2.2.2 打桩注浆加固手段

打桩注浆软土地基加固手段是通过打桩、注浆等技术手段对海堤软土地基进行加固处理，通过重构地基的内部力学结构分布，提高其承载力和压缩模量。压密注浆或水泥土搅拌等软土地基加固方法对浅层地基处理较为有效，而对软土层较厚的淤泥土处理效果较差，同时打桩加固手段虽然对深层地基有很好的加固作用，但由于桩体原材料及打桩过程需要巨大的造价成本，就本工程的实际特性来看，违背了前面的经济实惠原则。

2.2.3 增加土方

增加土方是水利工程中处理软土地基常用的方法之一，同时也是一种比较经济实惠的方法。该方法是通过对海堤平台加宽，并在海堤与促淤坝间设置相应的镇压层来提高海堤的综合稳定性能。但此方法更加适合于淤泥层比较浅的地基工程中，对于淤泥较厚的地基，由于其施工后海堤的沉降量及差异沉降度均较大，其安全性能得不到保障。

2.2.4 塑料排水板排水固结

通过在软土层中按照一定排列方式插入塑料排水板，从而有效缩短软土层的排水路径，加快软土地基的固结速度，有效减少施工后的海堤沉降量。竖向塑料排水板的制造是根据相关规范的模板进行加工获得，生产工艺成熟，产品质量容易控制，制造成本较低，可大大降低海堤软土地基处理的综合成本。同时施工过程中在软土地基中插入的竖向塑料排水板，结构十分均匀，不会出现排水堵塞等不利情况，加上断面较小，所需要的打入设备机械较轻，对海堤地基的扰动较小，能够有效保持软土地基原始构筑特性，提高软土地基综合处理效率［3］。

综上所述，结合本工程的实际工况特性，海堤软土基础处理采用竖向塑料排水板与碎石垫层相结合的处理方法，软土基础的设计断面从下到上分别为：3T的土工布1层、1m厚的碎石垫层、6T的土工布1层及石料堆压填筑层4个主要断面。

3 排水板施工工艺流程

按照逐层施工，分项控制的原则，竖向塑料排水板具体施工工艺流程为：

铺设3T的土工布1层（最下层）→铺设1m厚的碎石垫层→按照设计排列要求布设竖向塑料排水板→铺设6T的土工布1层（上层）→石料堆压填筑。

4 竖向塑料排水板施工质量控制

4.1 施工质量控制标准

按照相关围垦工程排水板施工质量控制要求，结合本工程实际情况，在施工过程中必须满足以下质量控制标准：

（1）为了提高软土地基排水固结的综合质量水平，其塑料排水板的打入深度应不小于设计规定值。

（2）拔管回带长度不应大于50cm。

（3）塑料排水板板距间的误差值不应大于5cm。

（4）塑料排水板的垂直偏移度不应大于1.5%。

4.2 施工过程中的质量控制

在施工过程中，需要严格按照前面所述的施工工艺流程，并采取逐层逐项施工质量控制原则，保证竖向塑料排水板施工具有良好质量水平。

4.2.1 下层3T的土工布铺设

下层3T的土工布层是整个排水板施工的重要保证基础，通常采用人工手动铺设，碎石袋镇压措施。在施工过程中，由于滩涂表面相当平滑，在潮水反复涨落冲击过程中，容易造成土工布发生平面滑动，造成下层土工布搭接偏差较大，不能满足设计或相关规范要求。针对上述问题，工程中常采取在水平和垂直两个方向进行系统控制，即采用在下层土工布上敷设相应的碎石袋进行镇压，控制其在垂直方向的位移变化；为了防止其在水平方向发生位移变化，可在土工布搭接处采用毛竹垂直插入软土地基中进行位移质量控制。

4.2.2 1m厚的碎石垫层铺设

在围垦工程中，碎石垫层作为塑料排水板重要的透水层，在铺设过程中应该严格控制垫层厚度不应小于设计要求。同时为保证排水板的综合效率，作为排水板插入软土层的找平层，需要对滩涂面局部的坑凹面进行局部人工平整，保证排水板敷设的综合质量水平。在施工过程中，为防止因垫层铺设后涂面发生沉降，影响排水板插入工序的质量控制，在施工前应制作多个钢筋框架，其高度应与设计的碎石垫层厚度相同，这样就可以以平整后的钢筋框架高度作为碎石层敷设高度的基准面，若两者等高，则说明敷设厚度满足要求，否则需要根据具体特性进行重新敷设或补铺工序。

4.2.3 竖向塑料排水板定位

在竖向塑料排水板施工过程中，应根据滩涂面的实际情况按照设计要求计算绘制出准确的布桩图，并根据布桩图在已经敷设好的碎石垫层上通过相应的放样措施定出具体的桩位。通常可以采用15cm长的φ8mm钢筋作为定桩件插在桩位上，并在钢筋顶部用红油漆抹红做鲜明的排水板定位桩标识。

5 结语

围垦工程是沿海地区扩大可用土地资源广泛开展的工程，其软土地基处理一直是相关水利工作者研究的一个重点。竖向塑料排水板与碎石垫层相结合是海堤软土地基常采用的处理方法，不但施工工艺简单、容易控制，而且其工程整体造价低，只要根据工程实际土质情况，制定合理的施工工艺和质量控制方案措施，就能满足工程设计或相关规范要求，保证整个施工过程高效稳定的进行。

［1］吉余，李开运.中国围海工程［M］.北京：中国水利水电出版社，2000.

［2］SL285—2003，水利水电工程进水口设计规范［S］.

［3］刘家豪.第一届塑料板排水法加固软基技术研讨会论文集［C］.南京:河海大学出版社，1990.

TU447

A

1672-9900（2011）03-0088-03

2011-02-21

洪永帅（1974—），男（汉族），浙江温州人，助理工程师，主要从事水利工程质量管理工作，（Tel）13906675517。