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摘 要：文章介绍了某海港防护堤经过大风暴潮侵蚀坍塌损坏的现象，采取多项勘探方法，对防护堤地基进行现场取样、探测及室内试验和数据分析。海港防护堤地基为海底淤泥和淤泥质土，抗剪强度低，沉降量大；特有的蠕变特性是防护堤滑塌损坏的主要原因。根据防护堤的特点，采取了抛石、扭工体防浪、旋喷桩防渗墙、级配料灌浆等综合的工程措施，对治理后的效果进行了实践考验。结论得出采取多种措施同时治理海港防护堤坍塌是合理的，防护堤经过多年风暴潮的侵蚀，工程完好。同类工程可以借鉴应用。
关键词：海港防护堤 滑塌 蠕变特性 分析研究 防渗墙
中图分类号：F407 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）06（a）-0029-01
1 工程概况及问题的出现
海港防护堤始建于1985年，于1987年投产，作为物资、材料生产运输和工作人员进出外港的通道，经过了二十多年的使用，期间多次遭受风暴潮的袭击。该海区属于不规则半日潮性质：设计高水位1.57 m，历时累积频率1%，设计低水位-0.79 m，历时累积频率98%。设计地震烈度为7度。海港防护堤破坏段表现为防护堤护坡滑塌、防波扭工体被防浪冲至海水以下，护堤坡角沉陷，堤坡反滤层被海浪淘刷，局部土工布暴露撕裂。滑塌段长20～30 m，多大8处。
2 防护堤现场勘测
对防护堤滑塌段地质及堤身情况进行勘探和物探测量。地基勘探采取的手段是钻孔取样，进行室内试验；堤身采用地质雷达和电测法进行对比探测。
2.1 勘测分析
2.1.1 钻孔勘探
钻孔取样和标准贯入试验探明，防护堤堤基以下淤泥和淤泥质粘土未能排水固结，依然软弱。海底土层以细颗粒多见，并含少量的有机质，颜色为黄褐～黑褐色。此类软土多属近代水下细颗粒沉积土，其天然排水抗剪强度小于20 kPa，有效内摩擦角仅为几度有的接近零。
防护堤地层土质主要分为淤泥和淤泥质粘土、粉质粘土、冲填土4类；其特点是含水量高、孔隙比大。强度低，摩擦角小，具有蠕变或触变特性。当原状软土受到扰动后，结构受到破坏，土的强度显著降低。其灵敏度一般在3～4之间，个别高达8～9。具有明显的流变性，在荷载的作用下，软土承受剪应力的作用产生缓慢的剪切变形，并能导致抗剪强度的衰减。高压缩性，软土的压缩模量Es≤4 MPa，大部分压缩变形发生在垂直压力为100 kPa左右，作为地基时的沉降量很大；标贯击数低，最弱的土层只有2击。防护堤7.0 m以上为冲填土，土质较均匀，以粉质壤土为主，稍密；不均匀性，由于沉积环境的变化，粘性层中局部夹有厚薄不等的粉土，使水平和竖向分布有所差异，作为堤基则易产生差异沉降。
2.1.2 防护堤隐患综合探测
经探测防护堤结构为冲填土堤，外壳为中滤料加抛石护坡，堤顶为20 cm砼砌块，其下为30 cm碎石垫层，中部填土较密实，无悬空现象；防护堤防浪墙5.50 m范围内有比较多的冲蚀塌落坑穴和部分松散的填土区域。
3 防护堤滑坡原因分析
海底淤泥和淤泥质土抗剪强度低，沉降量大，特有的蠕变特性是防護堤损坏的主要原因。土的流变特性主要表现为常荷载下变形随时间而逐渐增长的蠕变特性；作用在土体上的荷载超过某一限值时，土体的变形速率将从等速转变至加速而导致蠕变破坏，作用应力愈大，变形速率愈大，达到破坏的时间愈短。
海底软弱土体在外力作用下，特别是重载车震动波对软土传递扰动、海浪对护坡的冲压力、冰冻张力等均可加速软弱土体的流变过程使软弱土体发生竖向特别是横向位移，促使堤脚松动，护坡块石坍塌滑落。
防护堤冲填土外坡返滤填料级配不良。海浪的切割力对防护堤冲填土进行剥蚀，土颗粒逐渐遗失，形成空穴。护坡石塌陷，致使防浪墙悬空、沉降、断裂，最终防护堤防护体系全部破坏。
4 隐患治理
4.1 堤身海浪防护
增加防护堤坡抛石量，放缓抛石护坡，边坡放至1∶2；下层抛石单块重量为10～100 kg，表层单块重量为100～200 kg。然后在表层块石上面摆放扭工体，范围自堤脚布设至坡顶，达到削浪防护。
4.2 增设护底
该防护堤处于海域强浪区域，堤脚冲刷淘蚀严重，需在防护堤脚处增设护底，向海里延伸宽度为20.0 m。护底结构应用已有相当长的历史，传统护底结构主要采用抛石、合金笼装石等形式。根据防护堤冲刷程度，经计算研究采用砼联锁排进行护底，砼强度等级为C35。
4.3 防护堤路面加固
由于防护堤路面路基部分被淘空，堤顶挡墙不均匀沉降，断裂。修复措施是对路基掏空处，采用C30细石混凝土填充；对于沉降、断裂的挡墙拆除，重新浇筑C30钢筋砼。
4.4 高压旋喷桩及级配料灌浆
堤底以下土层主要有淤泥和淤泥质粘土、粉质粘土组成。其特点是含水量大，强度低，摩擦角小，具有蠕变和触变特性。此现状及易造成堤脚外移，堤身结构破坏，随即会被冲刷掏空。结合海底土质特性，分析研究用双管高压旋喷桩及级配料灌浆工艺。距离防浪墙内侧3.85 m处设一条旋喷灌浆轴线，孔距1.0 m，墙体宽（桩径）1.0～1.2 m；高压旋喷桩自堤顶插入海底相对较硬土层深15 m；采用双管高压及级配料灌浆工艺形成既能防渗又能抗冲刷隔墙。墙体强度：海底软土区为3～5 MPa，堤坡防护区级配料灌浆强度为10～15 MPa。
4.5 双管高压旋喷桩及级配料灌浆的作用
桩的作用由三点：稳定防护堤结构，旋喷桩隔墙限制了堤底软弱土层因流变特性引起堤脚外移；减缓沉降速率。因软弱土层蠕变引起的堤身沉降过大，迫使土体结构破坏，滑移；堤内高压旋喷桩形成防渗隔墙，阻止海水对冲填土体冲切和淘蚀。
5 结语
海港防护堤多处受风暴潮的淘刷，堤坡出现了滑移和坍塌。经过钻探勘察、地质雷达和电法探测及试验数据的统计，分析了防护堤损坏的原因，通过研究制定了实施措施和加固方案。修复后经过多年的实践考验，工程完好。同类工程可以借鉴应用。
参考文献
[1] 肖燕.软土蠕变特性研究及其在桥台桩基程中的应用[D].土木工程岩土工程专业优秀论文，2004.
[2] 赵兴品.高喷灌浆技术在长顺电站下游围堰防渗工程中的应用[J].山东水利， 2001（8）.
关键词：海港防护堤 滑塌 蠕变特性 分析研究 防渗墙
中图分类号：F407 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）06（a）-0029-01
1 工程概况及问题的出现
海港防护堤始建于1985年，于1987年投产，作为物资、材料生产运输和工作人员进出外港的通道，经过了二十多年的使用，期间多次遭受风暴潮的袭击。该海区属于不规则半日潮性质：设计高水位1.57 m，历时累积频率1%，设计低水位-0.79 m，历时累积频率98%。设计地震烈度为7度。海港防护堤破坏段表现为防护堤护坡滑塌、防波扭工体被防浪冲至海水以下，护堤坡角沉陷，堤坡反滤层被海浪淘刷，局部土工布暴露撕裂。滑塌段长20～30 m，多大8处。
2 防护堤现场勘测
对防护堤滑塌段地质及堤身情况进行勘探和物探测量。地基勘探采取的手段是钻孔取样，进行室内试验；堤身采用地质雷达和电测法进行对比探测。
2.1 勘测分析
2.1.1 钻孔勘探
钻孔取样和标准贯入试验探明，防护堤堤基以下淤泥和淤泥质粘土未能排水固结，依然软弱。海底土层以细颗粒多见，并含少量的有机质，颜色为黄褐～黑褐色。此类软土多属近代水下细颗粒沉积土，其天然排水抗剪强度小于20 kPa，有效内摩擦角仅为几度有的接近零。
防护堤地层土质主要分为淤泥和淤泥质粘土、粉质粘土、冲填土4类；其特点是含水量高、孔隙比大。强度低，摩擦角小，具有蠕变或触变特性。当原状软土受到扰动后，结构受到破坏，土的强度显著降低。其灵敏度一般在3～4之间，个别高达8～9。具有明显的流变性，在荷载的作用下，软土承受剪应力的作用产生缓慢的剪切变形，并能导致抗剪强度的衰减。高压缩性，软土的压缩模量Es≤4 MPa，大部分压缩变形发生在垂直压力为100 kPa左右，作为地基时的沉降量很大；标贯击数低，最弱的土层只有2击。防护堤7.0 m以上为冲填土，土质较均匀，以粉质壤土为主，稍密；不均匀性，由于沉积环境的变化，粘性层中局部夹有厚薄不等的粉土，使水平和竖向分布有所差异，作为堤基则易产生差异沉降。
2.1.2 防护堤隐患综合探测
经探测防护堤结构为冲填土堤，外壳为中滤料加抛石护坡，堤顶为20 cm砼砌块，其下为30 cm碎石垫层，中部填土较密实，无悬空现象；防护堤防浪墙5.50 m范围内有比较多的冲蚀塌落坑穴和部分松散的填土区域。
3 防护堤滑坡原因分析
海底淤泥和淤泥质土抗剪强度低，沉降量大，特有的蠕变特性是防護堤损坏的主要原因。土的流变特性主要表现为常荷载下变形随时间而逐渐增长的蠕变特性；作用在土体上的荷载超过某一限值时，土体的变形速率将从等速转变至加速而导致蠕变破坏，作用应力愈大，变形速率愈大，达到破坏的时间愈短。
海底软弱土体在外力作用下，特别是重载车震动波对软土传递扰动、海浪对护坡的冲压力、冰冻张力等均可加速软弱土体的流变过程使软弱土体发生竖向特别是横向位移，促使堤脚松动，护坡块石坍塌滑落。
防护堤冲填土外坡返滤填料级配不良。海浪的切割力对防护堤冲填土进行剥蚀，土颗粒逐渐遗失，形成空穴。护坡石塌陷，致使防浪墙悬空、沉降、断裂，最终防护堤防护体系全部破坏。
4 隐患治理
4.1 堤身海浪防护
增加防护堤坡抛石量，放缓抛石护坡，边坡放至1∶2；下层抛石单块重量为10～100 kg，表层单块重量为100～200 kg。然后在表层块石上面摆放扭工体，范围自堤脚布设至坡顶，达到削浪防护。
4.2 增设护底
该防护堤处于海域强浪区域，堤脚冲刷淘蚀严重，需在防护堤脚处增设护底，向海里延伸宽度为20.0 m。护底结构应用已有相当长的历史，传统护底结构主要采用抛石、合金笼装石等形式。根据防护堤冲刷程度，经计算研究采用砼联锁排进行护底，砼强度等级为C35。
4.3 防护堤路面加固
由于防护堤路面路基部分被淘空，堤顶挡墙不均匀沉降，断裂。修复措施是对路基掏空处，采用C30细石混凝土填充；对于沉降、断裂的挡墙拆除，重新浇筑C30钢筋砼。
4.4 高压旋喷桩及级配料灌浆
堤底以下土层主要有淤泥和淤泥质粘土、粉质粘土组成。其特点是含水量大，强度低，摩擦角小，具有蠕变和触变特性。此现状及易造成堤脚外移，堤身结构破坏，随即会被冲刷掏空。结合海底土质特性，分析研究用双管高压旋喷桩及级配料灌浆工艺。距离防浪墙内侧3.85 m处设一条旋喷灌浆轴线，孔距1.0 m，墙体宽（桩径）1.0～1.2 m；高压旋喷桩自堤顶插入海底相对较硬土层深15 m；采用双管高压及级配料灌浆工艺形成既能防渗又能抗冲刷隔墙。墙体强度：海底软土区为3～5 MPa，堤坡防护区级配料灌浆强度为10～15 MPa。
4.5 双管高压旋喷桩及级配料灌浆的作用
桩的作用由三点：稳定防护堤结构，旋喷桩隔墙限制了堤底软弱土层因流变特性引起堤脚外移；减缓沉降速率。因软弱土层蠕变引起的堤身沉降过大，迫使土体结构破坏，滑移；堤内高压旋喷桩形成防渗隔墙，阻止海水对冲填土体冲切和淘蚀。
5 结语
海港防护堤多处受风暴潮的淘刷，堤坡出现了滑移和坍塌。经过钻探勘察、地质雷达和电法探测及试验数据的统计，分析了防护堤损坏的原因，通过研究制定了实施措施和加固方案。修复后经过多年的实践考验，工程完好。同类工程可以借鉴应用。
参考文献
[1] 肖燕.软土蠕变特性研究及其在桥台桩基程中的应用[D].土木工程岩土工程专业优秀论文，2004.
[2] 赵兴品.高喷灌浆技术在长顺电站下游围堰防渗工程中的应用[J].山东水利， 2001（8）.