港口航道软土地基围堰形成探讨

[摘 要]文章首先简述了围堰的种类及作用，然后分析了地基处理措施，最后重点探讨了围堰的安全防护技术。

[关键词]港口航道；围堰形成；防护技术

中图分类号：U656.2 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）20-0130-01

一、前言

随着经济的发展，加强港口航道基础设施的建设，促进围堰技术的开发和研究是发展工程建设的重要部分，我们要做好围堰的安全保护，采用必要的措施和技术，确保安全度汛。

二、围堰的种类及作用

1、围堰的种类划分

在实际港口航道工程建设中，由于施工的自然条件、所建筑的港口航道工程项目都不可能相同，所以决定了采用的围堰种类也不尽相同，根据实际的施工情况，一般按材料的性质划分，有混凝土围堰、木板桩围堰、土石围堰、管柱围堰、钢围堰、木笼围堰等多种，随着科技的进步，越来越多的新材料应用到港口航道工程施工中，采用新工艺新材料的围堰也逐渐应用到施工中，如竹篱笆墙围堰。

2、围堰的主要作用

当一些建筑的基础位于地表水位以下时，当所需建筑要建在沿海、河道或湖泊中时，就要用到围堰来辅助施工了，所以围堰一般是用做防水、围水，保证施工作业面在无水的情况下进行，便于施工，另堰还能对基坑的坑壁起着支撑作用，给施工作业提供一个安全环境。围堰是一种临时性的挡水建筑物，起着保护作业面的作用，所以结构上要求要有一定的强度，其稳定性、防渗、抗冲性、耐挤压性要达到一定的标准，结构设计上要求简单，施工、维护、拆除都要尽可能方便，从整体布局上要求设计合理，使水流能平顺通过，不发生局部的水流冲撞，围堰在施工上要求保质保量，避免有渗漏现象发生，以免产生围堰透水事件，造成财产及生命损失。

3、不同情况采用不同围堰

围堰的种类很多，采用什么形式的围堰要根据实际的自然情况来决定，要因地制宜，经济合理采用恰当的围堰，保证施工的顺利进行。

在围海造地工程中，围堰主要起到围海防渗漏隔离的作用，把一片水域围成设计的形状，围堰形式主要有石围堰、充沙袋围堰、土围堰及其他形式的围堰如竹篱笆墙围堰形式，围堰内用绞吸船等船舶设备进行吹填，把这片水域形成陆地。

当在河边浅滩水进行港口航道施工时，水深不足1.5米，水流速度小于0.5米/秒，这时河床渗水性不大，这种情况下可采用土石围堰。当在水深在3米以下，水流速小于1.5米/秒这样的河床中施工时，如果床渗水性较小，或淤泥很浅，或没有淤泥时，可采用土袋围堰来保证施工。

三、围堰形成软土地基的处理措施

1、选择合适的处理措施

目前，软土地基处理的方法有换填法、预压法和强夯置换法、砂石桩法、水泥土搅拌法、高压旋喷桩法、桩基法及其他地基处理法。

换填垫层法是挖除软弱地基土，采用砂石、粉质粘土、灰土、粉煤灰、矿渣等材料进行换填作为垫层的一种地基处理方法，通过换填软弱地基土的变形变成垫层地基的变形，因此能够减少地基的沉降。

堆载预压法是解决淤泥软粘土地基沉降和稳定问题有效措施，堆载预压分塑料排水带活砂井地基堆载预压和天然地基堆载预压。通常，当软土层厚度小于4.0m时，可采用天然地基堆载预压法处理，当软土层厚度超过4.0m时，为加速预压过程，应采用塑料排水带、砂井等竖井排水预压法处理地基。

水泥搅拌法分为深层搅拌法和粉体喷搅法，水泥土搅拌法适用于处理正常固结的淤泥与淤泥质土、粉土、饱和黄土、素填土、粘性土以及无流动地下水的饱和松散砂土等地基。当地基土的天然含水量小于30%、大于70%或地下水的PH值小于4时不宜采用干法。

2、排水板堆载预压法和真空预压法

排水板预压法由排水系统和加压系统两部分组合而成。排水系统是在地基中设置排水体，利用地层本身的透水性由排水体集中排水的结构体系，根据排水体的不同可分为砂井排水和塑料排水带排水两种。下面介绍效益较高塑料排水板处理淤泥软基方法，插入软基排水板，当填筑基础及上部建筑物时，荷载作用软基，地下水由于受挤压和毛细作用沿塑料排水板上升至砂垫层内，由砂层向两侧排出，从而提高基底承载力，塑料排水板要在砂垫层完成后施工，由测量人员测量出需处理范围，标出每根排水板具置，插板机对中调平，把排水板在钻头安放好，开动打桩机锤打钻杆，将地面上塑料排水板截断，并留有一定富余长度，在塑料排水板四周填砂后即完成本工程施工。目前，塑料排水板有以下规格、型号，SPB-A型-宽度100mm，厚度3.5mm，可打入软基15m；SPB-B型-宽度100mm，厚度4.0mm，可打入软基25m；SPB-C型-宽度100mm，厚度4.5mm，可打入软基35m.本工程适合采用SPB-B型，塑料排水板按等边三角形排列，间距取1.0m，主要受压层淤泥层层厚11.4m，塑料排水打穿受压土层，深度取H=11.4m.加载过程进行加载，为固结度Ut与t之间的关系。

塑料排水板堆载预压法在加载70天时，固结度U70=0.74；在加载80天时，固结度U80=0.81；在加载100天时，固结度U100=0.90；在加载120天时，固结度U120=0.95.在固结度U100到达0.90时，可以认为符合设计要求，此时沉降已经大部分完成。

真空预压发与堆载预压法前期工序相同，主要是打完排水板铺设完排水管后，在其上铺无纺土工布，在最上面铺设密封膜，在密封膜上布设真空泵，一般每1000O布设6至9台，用真空泵进行抽真空作业；当膜下真空度达到85kpa持续15天时，固结度能达到0.85以上，符合设计要求。一般抽真空时间为3个半月至4个月，沉降量为小于等于2mm/d，真空预压处理合格。

软基处理完成后在其上建筑围堰，地基比较稳固，有利于围堰的稳定性。

四、围堰的安全防护技术

1、围堰的防渗

围堰防渗的基本要求，和一般挡水建筑物无大差异。土石围堰的防渗一般采用斜墙，斜墙按水平铺盖、垂直防渗墙或灌浆帷幕等措施。围堰一般需在水中修筑，因此如何保证斜墙和水平铺盖的水下施工质量是一个关键课题。

土石围堰的斜墙和铺盖一般都在深水中，可用人工手铲抛填的方法施工，施工时注意滑坡、颗粒分离及坡面平整等的控制。抛填后填土密实度均匀，防惨性能良好，干容重均在安全系数以上，无显著分层沉积现象，土坡稳定。斜墙和水平铺盖的水下施工难度较高，但只要施工方法选择得当，保证质量是没问题的。

2、围堰的接头处理

围堪的接头是指围堰与围堰、围堰与其他建筑物及围堰与岸坡等的连接而言。围堰的接头处理与其他水工建筑物接头处理的要求并无多大区别，所不同的仅在于围堰是临时建筑物，使用期不长，因此接头处理措施可适当简便，如混凝土纵向围堰与土石横向围堰的接头，一般采用刺墙型式，以增加绕流渗径。防止引起有害的集中渗漏。为降低造价，使施工和拆除方便，在基础部位可用混凝土刺墙，上接双层2.5厘米厚木板，中夹两层沥青油膏及一层油毛毡的木板刺墙。木板刺墙与混凝土纵向围堰的连接处设厚2毫米的自铁片止水。木板刺墙与混凝土刺墙的接触处则用一层油毛毡和两层沥青麻布防渗。

3、围堪的防冲

围堰遭受冲刷在很大程度上与其平面布置有关，尤其在分段围堰法导流时，水流进入围堰区受到束窄，流出围堰区又突然扩大，这样就不可避免的在河底引起动水压力的重新分布，流态发生急剧改变，此时围堰的上下游转角处产生很大的局部压力差，局部流速显著增高，形成螺旋状的底层涡流速度方向自下而上，从而淘刷堰脚及基础。一般多采用简易的抛石护底措施来保护堰脚及其基础的局部冲刷。解决围堰及其基础的冲刷问题，除了抛石护底或其他措施（如柴排）外，还应对围堰的布置给予足够的重视，力求使水流平顺地进、出束窄河段。通常在围堰的上下游转角处设置导流墙，以改善束窄河段进出口的水流条件。在大、中型港口航道水电工程中，纵向围堰一般都考虑作为永久建筑物的隔墩或导水墙的一部分，因之均采用混凝土结构，导流墙实质上是混凝土纵向围堰分别向上、下游的延伸。

五、结束语

总之，围堰是港口航道工程重要的建筑物，因此，港口航道工程施工单位在实际施工中应该不断地改善围堰技术，制定科学合理的施工方案，促进港口航道工程事业的快速发展，进而促进经济的稳定运行。

参考文献

[1] 李欣，查京民，李豪杰，等.基于案例推理的港口工程建设风险评价研究[J].港工技术，2014.

[2] 王原安，周金林.试论人工挖孔桩的施工工艺与施工安全[J].北方交通，2014.