浅谈软地基堤防的抢险方法

谢淼山 广东省江门市新会区三江镇农业综合服务中心

要想实现对堤防工程软土地基的科学处理，提高地基的牢固度以及地基土体的承载力水平，就必须重点围绕软土地基进行科学地处理，采用合理的加固措施。然而，软地基的处理需要结合堤防工程的实际情况，对其破坏机理科学分析的基础上来采用有效的处理方法，只有这样才能真正地提高堤防工程软土地基质量。

1.工程概况

某城镇区的某村堤防地处潭江的支流上，该堤防由于距上次加固时间较长，加上软地基的原因，堤防有部分较低矮，急需对该堤防进行加固。该堤防加固的设计断面为堤顶宽3米，内外侧坡比为1:2，高程为3.3米，经土方铺筑、机械分层压实、加土至设计高程等加固措施的利用，使得堤防地基初期得到加固，然而，后期堤防靠外江侧100m处多次发生崩塌。经现场分析：由于此堤防处于潭江一支流，宽度为100m，堤防对岸有一座水闸，水闸水流反复冲刷，河床与堤面高差10m,再加上堤防背水面为鱼塘，在两水夹一堤的局面下，且恰逢潮汐落差较大时期，都造成了加固后的堤防反复崩塌。由于该堤防发生了两次崩塌，已经形成了一个滑动面，经研究，不适合再在原基础上修筑堤防，故计划在堤防后面重新修筑堤防。

2.软土地基堤防的破坏机理分析

导致软土地基堤防出现崩塌或失稳的一大成因为软土地基某一面的剪应力超出了其抗剪强度，从而使得稳定平衡受破坏，具体体现在以下两大方面：第一，随着剪应力的逐渐增强，特别是一些当堤防工程顶部填土量较大，堤防自身需承受较大的重量，外界降雨又进一步增加了土体的容重，水位降落进而产生渗流力；第二，因为软土地基自身抗剪强度逐渐下降，特别是当孔隙水应力不断升高，外界气候变化等造成的地基干裂、粘土夹层由于受水体浸泡而变软，粘性土增多，从而应力下降，导致堤防地基牢固度下降。对于本堤防工程来说，正是因为处于潭江支流，且堤防两边分别收到水闸水流以及鱼塘水体等的冲刷，在加上潮汐落差等因素的影响，从而使得地基土体的抗剪强度下降，孔隙水应力持续升高，进而导致堤防地基变软，出现反复崩塌现象。

3.软土堤防的抢险措施

3.1 明确问题成因，制定抢险方案

软土堤防抢险的关键是明确问题的来源与成因，进而在此基础上来针对性地采取解决性对策和措施，这样才能达到具体问题具体分析，也才能真正地提高软土堤防的加固质量。

对于本工程来说，经过深入勘察与分析得出：造成此堤防崩塌及抢险后再崩塌的主要原因有：第一，施工期间潮汐落差较大，堤面和河床底高差大，崩塌的时间正好是潮退的时候，造成堤防缺少河水的顶托；第二，由于堤防土方回填的原因，堤身自重变重，容易造成下陷。抢险的时候由于加载过快，故再次发生塌方。由于该堤防发生了两次崩塌，已经形成了一个滑动面，经研究，不适合再在原基础上修筑堤防，故计划在堤防后面重新修筑堤防。

3.2 重新修筑堤防，加固堤防

堤防故障类型不同，对应的抢修方案也不同，对于此工程来说，发生堤防崩塌的主要成因为大的潮汐落差，以及背水面鱼塘与对岸水闸的双重冲击，从而导致加固后的堤防依然反复崩塌，而且崩塌的堤防已经形成一个滑动面，在这种条件下，不应在原基础上修筑堤防，而是要在堤防后方重新修筑堤防。对此，应选择在枯水期，用小型挖掘机修筑一条土堤，堤顶2m，高程2.0m，堤顶宽2m，内外坡比为1:2，并在这一土堤上方增设一层高度为50cm的土袋，并利用堤防后方的鱼塘实施填堤固基，以此来控制堤防后方鱼塘干涸对堤防造成的影响，而且要向外江深处抛筑块石，随后观察7d，没有出现明显的沉降现象。确定堤防沉降稳定后，将堤防修筑至堤顶宽3m，内外坡比1:2，高程为2.8m。再继续观察，堤防基本沉降稳定。由于该堤防地基软，且已经过扰动，故在后续的修复方案中，先将堤防按高程为2.6m，顶宽为3m的方式进行修整，然后在靠外江侧修筑防浪墙，墙顶高程为3.3m，如图1所示。

图1 重修堤防剖面图

尽量控制堤防重量，经彻底修复以后，多次运行，堤防沉降能被控制在合理范围，未曾出现竖向裂痕。

3.3 抛石挤淤泥法

抛石挤淤法简单说就是将特定数量、粒径的碎石抛入亟待处理的淤泥质地基内，利用碎石的重力来挤压堤防地基处的淤泥，以此来牢固地基，具体就是选择质地较为稳定的碎石，粒径要控制在30cm以下，以抛填的方式丢进软土堤基，具体要参照软土下方地层横坡来决定抛填方向，当横坡较平时，要从地基中部逐渐地向两端抛填，横坡较陡，超过1:10的比例时，则应从坡度较高的一侧开始填抛，逐渐过渡到较低的一侧，并在最上方设置反滤层。总体来看，抛石挤淤法操作简单、方便省时、成本较低，能够让流塑状的淤泥变得更为牢固，从而直接地改善了堤防地基质量。

3.4 堤身自重挤淤法

其基本原理为逐渐地增高堤身自重，把流动状态下的淤泥、淤泥土等向外侧挤压，同时，由于堤坝自身有一定的重量，能够让淤泥土体内的孔隙水应力彻底地消散，对应的有效应力也逐步增加，以此来提高地基抗剪强度，淤泥挤压中要想控制不均匀沉陷问题的出现，就要放缓堤坡，而且要控制堤坝自身的填筑速度，可以逐渐、分期地加高处理。堤身自重挤淤泥的方法有一定优势，体现在成本较低、工程量较小，然而，不足在于可能导致工程过长。

3.5 垫层法

垫层法也是软土地基堤防加固抢险的一个重要方法，具体原理为将接近堤防地基处的无法达到设计标准和牢固度要求的软土彻底地挖掉，通过人工回填的方式将砂石、碎石、石渣等填入其中，作为持力层发挥持力功能，这些碎石不仅具有超高的强度，而且压缩性较低、透水性优、也更容易压实处理，最主要的是无论是碎石还是石渣都能就近获取，这样就节省了运输成本，而且整个垫层法的施工工艺都相对简单、易操作，垫层法适合用于软土层较浅、软土地基开挖量较小的堤防地基加固工作中，这一方法能妥善地提高软土地基的质量。

3.6 振动水冲法

该方法原理为：借助一根插入式混凝土振捣器，其上、下端各设喷水口，受到振动荷载与冲击荷载之后，第一步在地基中成孔，并向孔内添加砂石类似的材料，而且要逐层地夯实，从而保证地基逐步被加固，在施工砂桩、碎石桩等加固时，其初始强度不可以过低，而且不应选择质地过软的淤泥土。

4.结语

软地基的主要弱点在于牢固度低，淤泥土体，高压缩性等，土体承载力较差，且土体孔隙内水分含量较大，对于堤防软土地基的治理应该采取科学的整治措施，具体应结合堤防工程的实况，明确问题的来源来对应进行堤防地基处理，从而提高堤防地基牢固度。