港口工程地基处理应用

孙雪

大连港口设计研究院有限公司 辽宁大连 116001

1 地基处理原则

（1）稳定问题。建（构）筑物在荷载作用下，地基土体能否保持稳定。（2）变形问题。地基土体产生的变形（包括沉降，或水平位移，或不均匀沉降）是否超过相应的允许值。（3）渗透问题。蓄水构筑物地基渗流量是否超过其允许值，地基中水利比降是否超过其允许值。当天然地基不能满足上述三个方面的要求时，需要对天然地基进行地基处理。

2 港口工程常见不良地基土

2.1 软粘土

软粘土也称软土，是软弱粘性土的简称。常见的软弱粘性土是淤泥和淤泥质土。由于其高粘粒含量、高含水量、大孔隙比，因而其力学性质也就呈现与之对应的特点-低强度、高压缩性、低渗透性、高灵敏度。港口工程中道路堆场，码头岸壁多建于软土地基上，常用的地基处理方法有预压法、搅拌法等。（1）预压法。按预压方法分为堆载预压法及真空预压法。预压法适用于处理淤泥、淤泥质土、冲填土等饱和黏性土地基。当软土层厚度小于4m时，可采用天然地基堆载预压法处理，当软土层厚度超过4m时，应采用塑料排水带、砂井等竖向排水预压法处理。对真空预压工程，必须在地基内设置排水竖井。由于预压目的不同，需要采用不同的预压方式。如果利用预先荷载加压，能够减少建筑物的沉降量；如果利用建筑物本身的荷载分级加荷进行预压，能够增加地基强度和提高地基的承载能力。砂井预压法是在软土层中按一定距离设置砂井来改变软土层的排水边界条件，该方法可以加速软土的固结，缩短预压时间。（2）深层搅拌法。深层搅拌法目前分“干法”的粉喷桩法和“湿法”的旋喷注浆法。该方法通过水泥、石灰等建筑材料的固化剂，运用深层搅拌机械对各种材料进行搅拌，使得固化物和软土搅拌均匀，从而产生一系列的物理或者化学反应，使软土硬结成水泥（或石灰）土桩（柱）体或连成地下桩排，使之成为具有整体性和一定度的复合地基，这样就能够使得软土强度大大高于天然强度，其压缩性、渗水性比天然软土大大降低。该方法适合于各种成因的软土层，尤其是对于厚度较大的饱和软黏土[1]。

2.2 人工填土

人工填土按照物质组成和堆填方式可以分为素填土、杂填土和冲填土三类。素填土是由碎石、砂或粉土、黏性土等一种和几种组成的填土，其中不含杂质或含杂质较少。杂填土主要出现在一些工矿区内，是人们生产活动所遗留或堆放的垃圾土。冲填土是人为的用水力冲填方式而沉积的土。它的工程性质主要取决于冲填土的性质。其工程性质取决于颗粒组成、均匀性、排水固结条件以及冲填后静置时间。针对以上特点，常用的地基处理方法有换填垫层法、强夯法等。

（1）换填垫层法。该方法是用物理力学性质较好的岩土材料置换天然地基中的部分或全部软土层，并分层夯实成低压缩性的地基持力层。本方法适用于淤泥、淤泥质土、湿陷性黄土、素填土、杂填土等的浅层处理。换填材料可用中（粗）砂，级配良好的砂石、灰土、素土、石屑或煤渣等。换填法的作用，是提高持力层的承载力，改善土的压缩性，减小地基变形。当软弱土较薄时，可全部挖去；当软弱土较厚时，可部分挖去。现行的设计思路是将换填垫层作为基础的持力层，利用基底附加应力在换填垫层中向下扩散时应力不断减小的特点，选择合适的垫层厚度，以达到软弱下卧层顶面所受的压应力不大于其容许应力的目的。

（2）强夯法。强夯法是以巨大的夯击能将块石或碎石夯穿软土层，使之沉底形成桩或墩柱体，与软土形成共同体以达到加固软基的目的，从而使得地基得到加固，使得的土的压缩性进一步缩小，增大了地基的强度。同时，也有加速固结沉降的效果。强夯置换法是采用在夯坑内回填块石、碎石等粗颗粒材料，用夯锤夯击形成连续的强夯置换墩。强夯置换法一般适用于高饱和度的粉土与软塑-流塑的粘性土等地基上对变形控制要求不严的工程。强夯法主要适用于对地基沉降要求高，而且承载力大，软土层厚低饱和度的场地。例：某集装箱场地，地质情况为：上部为4m～6m的素填土，其下为6m～7、5m的淤泥，淤泥层下部为可塑状的残积粉质黏土层。其处理方法是：定点强夯，强夯夯击能采用3000kN.m，2遍“点夯”，1遍满夯；地基处理结束，场地平整后，地基承载力不小于150kPa，土基顶面回弹模量大于30MPa。

（3）饱和松散砂土。粉砂或细砂地基在静荷载作用下常具有较高的强度。但是当振动荷载(地震、机械振动等)作用时，饱和松散砂土地基则有可能产生液化或大量震陷变形，甚至丧失承载力。对这种地基进行处理的目的就是使它变得较为密实，消除在动荷载作用下产生液化的可能性。常用的处理方法有挤密法、振冲法等。挤密法：振密、挤密法有表层原位压实法、强夯法、振冲密实法、挤密密实法、爆破挤密法和土桩、灰土桩等多种方法；采用一定措施，通过振动和挤密使深层土密实，使地基土孔隙比减小，强度提高。主要途径是通过望土中打入桩管成孔，并把填入孔中的砾石等材料捣实。此种方法主要针对的是含砂粒、瓦屑的杂填土等较多的松散土地基，对于粘性大的饱和软土地基不太合适[2]。

3 结语

通过对港口工程地基的处理，改良各种不良地基，使得满足工程建设的需要。需求促进发展、实践发展理论。地基处理的时候，不确定的因素多、问题复杂、难度大，要结合拟建区域内地基土的组成及力学性质等实际情况，采用不同的地基处理方法，保证工程建设的质量，加快工程建设的速度，节省工程建设的投资，取得良好的经济效益和社会效益。