陈 婷
西安理工大学水利水电土木建筑研究设计院 陕西 西安 710048
摘要：在港口工程的建设过程中，软土地基是一个不容忽视的问题。软土地基工程特性差，处理不当容易存在安全隐患，本文通过对福州港罗源湾港区淡头作业区博澳码头软土地基护岸的设计分析，为类似工程提供借鉴。
关键词：港口工程；码头护岸；软土地基；稳定性
1 软基处理技术简述
福建的高压缩性软土，在全国软土地区是名列前茅的。软土含水量大、压缩性高、强度低、透水性差，不满足水工建筑物设计的要求。经过几十年时间的发展，目前港口工程中软基处理的方法已有很多种，如换填法、爆破排淤填石、砂桩法、碎石桩法、水泥搅拌桩法、强夯法、振动碾压法、堆载预压、真空预压等。
其中，换填法适用于厚度不大于4m的软土；爆破排淤填石适用于厚度为4~25m的淤泥、淤泥质土；砂桩、碎石桩等复合地基法，大面积处理费用较高，施工工期也比较长，无法满足工程费用和工期的要求；水泥搅拌桩等化学加固法，造价普遍偏高，对环保也不利；强夯法、振动碾压法等动力固结法，对地基的处理和影响深度有限，一般只适用于加固浅层，且强夯法不适宜处理饱和粘性土和淤泥；堆载预压、真空预压的预压排水固结法作为相对有效的加固措施，非常适用于超软深厚淤泥地基。
预压排水固结法主要为真空预压和堆载预压，真空预压工期较短，但造价相对较高；堆载预压工期较长，但在堆载料来源可靠、材料低廉的情况下，该方案造价较低。堆载预压技术是将排水管埋设至软土地层的底部，堆载施压将其内部的水分导排至排水管中再抽出，对软土进行排水固结。排水固结系统由排水系统和压力系统2部分组成，能够降低软土的含水率，减小其变形，增强软土地基的承载力及强度指标。常采用的排水系统有塑料排水板与砂井，均需要先在施工现场进行钻孔作业，之后才可进行排水系统埋设，其原理是建立在排水系统的渗透系数大于软弱土体的基础上的。当采用塑料排水板时，在钻孔结束之后就可以直接将其插入钻孔中，如图1所示。而采用砂井时需要先将钢管插入钻孔中，然后在其内部填充粗砂，形成砂柱。
在福建沿海地区的港口工程中，对较厚的淤泥、淤泥质土等软土地基的处理，塑料排水板+堆载预压相结合的处理方式以其经济效益明显、施工简单易行、加固效果好等特点得到了较为广泛的应用。本文通过对福州港罗源湾港区淡头作业区博澳码头淤泥软土地基护岸的设计分析，为类似工程提供借鉴。
.png)
2 工程概况
博澳码头工程位于福州港罗源湾港区淡头作业区。罗源湾内属半封闭型海湾，港区隐蔽，湾内风浪小。工程新建3000吨级通用泊位2个，同步建设相应配套设施，设计年通过能力94万吨。码头采用满堂式布置，码头平台采用高桩梁板式结构，通过栈桥与后方陆域相接。陆域内主要布置有碎石堆场、件杂货堆场、仓库区、道路、辅助生产区。
本工程护岸区表层分布有软弱土层，软土层以表层淤泥为主，厚度一般在36m左右，土体抗剪强度较低，且后方陆域散杂货堆场堆载较大、约60Kpa， 必须对护岸软基采取一定加固措施，否则容易在工程施工和运营期产生滑坡事故。
3 地质条件
罗源湾内激浪流不明显，在潮流作用下发育了宽缓的淤泥质海滩（潮间带浅滩），低潮时，在湾顶、岸边可见大片滩涂，滩面宽阔平缓，滩涂往水域延伸形成平缓的水下浅滩。根据区域地质报告及现场踏勘，场地未见新构造活动迹象，地质构造相对稳定。工程场地位于抗震设防烈度6度区。
场地内分布的地层主要有：第四系全新统淤积层（土层为淤泥、淤泥质土等）；第四系全新统冲海积层（土层为粘土、粉质粘土、粉土、含泥中砂、含泥圆砾等）；下伏基岩为燕山早期侵入花岗岩、侏罗系南园组凝灰岩及其风化层。
工程特性较差的软土层为：①淤泥，流塑，饱和，分布厚度8.20-24.80m；②淤泥质土，流塑~软塑，饱和，分布厚度2.00-21.80m。相关力学参数推荐值见表1。
.png)
本工程护岸为永久护岸，护岸基础处理采用塑料排水板+分层抛石压载结构，先在原泥面上抛填厚1m中粗砂垫层，然后进行塑料排水板施工，排水板呈正方形布置，边长为1m，排水板插至淤泥质土层底。砂垫层顶铺设高强土工格栅一层，其上铺设300mm厚碎石垫层，最后再分级抛石压载，压载抛石分层厚度≤1m，每层压载施工时间10天，然后间歇30天后，再进行下一级压载施工，直至抛石压载到设计标高。
护岸外部形状采用抛石斜坡式结构，护岸在经过打塑料排水板处理的地基上抛填块石。护岸前沿线外侧由护肩、肩台、护脚三部分组成；其中，护肩宽1m，标高为8.4；标高为6.0m的肩台宽24.2m，标高为5.0m的肩台宽19.0m；护脚宽5m，标高为5.0m；抛石压载总长56m。护肩、肩台抛填料采用10~100kg的块石，护面、护脚采用300kg以上的块石。护岸前沿线内侧设C30砼压顶，压顶底设置二片石垫层厚300mm。砼压顶后6m范围内回填10~100kg的块石，块石后分别铺设二片石垫层(厚≥500mm)及混合倒滤层(厚≥600mm)及土工布一层，其后为陆域回填。
5 护岸稳定性计算
本工程永久护岸设计年限为50年，安全等级为二级。护岸后方陆域堆载为影响护岸稳定性的主要因素，其均布荷载：堆场荷载取60KN/㎡；其他区域20KN/㎡。
本工程护岸的稳定性计算采用圆弧滑动法，计算原理按照《水运工程地基设计规范》（JTS147-2017）中有关规定，复核最危险滑弧满足以下极限状态设计表达式：
.png)
6 结语
塑料排水板+堆载预压相结合的软基处理技术可用于护岸、围海造陆等工程的较厚淤泥软基处理。本文将该项技术应用于博澳码头护岸工程的地基处理中，其软土厚度约36m左右。博澳码头工程2015年8月3日开始建设，2017年7月6日开港运营。至今已运营4年，护岸稳定性良好，未出现失稳等现象。
通过本工程软基处理应用情况来看，利用塑料排水板增加竖向排水通道，并辅以堆载预压等工程措施固结土体的处理方式，可以促进软土工程区的边坡稳定。塑料排水板+堆载预压技术是软土地区护岸建设的一种主要处理方式，它对较厚的淤泥层等软土地基的加固效果较好且施工方法简单易行。
参考文献
[1]《水运工程地基设计规范》（JTS147-2017）[S].
[2]《防波堤与护岸设计规范》（JTS 154-2018）[S].
[3]麦远俭,唐敏,董志良.水运工程软基处理技术的发展与应用[J].水运工程,1999(10):20-26
.