沧州港城产业园区位于河北省东部，东临渤海，南接山东，西靠沧州，北倚京津，地理位置优越。沧州市沿渤海地带境内有海岸线88公里，海堤多修建于1998年，海堤分为迎水面浆砌石护砌和土堤两种形式。根据当时规划及保护对象，海堤设计防潮标准为30年一遇，海堤堤防等级为3级，堤顶高程4.62~5.30m不等。随着港城区和黄骅综合大港的经济发展迅速崛起，该段海堤早已无法满足当地经济发展的要求。2012年，台风“达维”引发的风暴潮最高潮位达5.17m，风暴潮到来时，海堤起到了较大作用，减少了灾害程度。但是，风暴潮的袭击使渤海新区5.7km海堤遭受重创。台风过后，海堤未得到彻底修复。2019年8月中旬超强台风利奇马登陆中国沿海，过境浙江、江苏、山东、渤海东部海面，共造成1402.4万人受灾，56人遇难，14人失踪，直接经济损失515.3亿元。其中，沧州市直接海洋经济损失2.2亿元，主要发生在海水养殖业和海堤堤防设施的损毁上。中疏港路段到黄骅界段海堤受到了严重破坏，部分地段夷为平地给当地居民带来了巨大的财产损失和生命安全隐患。

海堤地质条件：场地现海堤宽窄不一，地势较为平坦。场地在地貌单元上属潮间带。勘探深度范围内揭露地层均为第四系松散沉积物，按其成因类型、岩性特征、分布埋藏条件和物理力学性质划分为6个主要工程地质层：（1）素填土（Q4s）：灰褐色，为筑堤土，以壤土为主，含植物根系，含腐殖质。属中高压缩性土。层厚0.90～4.40m，层底高程-2.34～2.00m，层底埋深0.90～4.40m。（2）淤泥质壤土（Q4mr）：灰色，流塑，局部软塑，稍有光泽，干强度及韧性中等，具锈斑，含腐殖质，局部为淤泥或壤土。属高压缩性土。层厚1.30～6.60m，层底高程-8.21～-2.53m，层底埋深1.30～7.90m。（3）砂壤土（Q4mr）：灰色，稍湿～湿，中密～密实，摇振反应迅速，干强度及韧性低。属中压缩性土。层厚1.90～5.50m，层底高程-11.33～-7.45m，层底埋深3.20～12.30m。（4）淤泥质壤土（Q4mr）：灰色，流塑，稍有光泽，干强度及韧性中等，具锈斑，含腐殖质，局部为壤土。属中高压缩性土。层厚2.40～8.50m，层底高程-19.33～-10.43m，层底埋深11.30～20.60m。（5）壤土（Q4alm）：灰黄色，可塑～软塑，稍有光泽，干强度及韧性中等，具锈斑，局部为粘土。属中～高压缩性土。层厚1.60～8.70m，层底高程-23.53～-18.56m，层底埋深13.20～24.80m。（6）砂壤土（Q3all）：灰色，稍湿～湿，中密～密实，摇振反应迅速，干强度及韧性低，含云母，局部为粉砂。属低中压缩性土。该层30.00m未揭穿。最大揭露厚度7.00m。

地下水影响：勘探期间高潮位地下水水位高程1.15m左右，低潮位地下水水位高程-1.00m左右。水位年变化幅度1~2m，属第四系孔隙潜水，地下水动态主要受海水潮汐变化影响。

主要地质问题：（1）依据《水利水电工程地质勘察规范》（GB50487-2008）附录G基本确定了浅部土层的渗透变形破坏型式为流土，允许渗透比降0.4；（2）软土地基问题，勘察深度范围内，素填土、淤泥质壤土为软弱土，具高压缩性，应特别重视其沉降和不均匀沉降问题，筑堤边坡坡比建议值1:3.0。（3）基坑临时边坡稳定问题海堤基坑最大挖深约3m，基坑边坡岩性有填土、淤泥质壤土。土层含水率大，强度低，基坑边坡变形大，另外地下水位埋深浅，基坑开挖后地下水渗入基坑造成边坡土层渗透破坏，临时边坡稳定性差，建议采取支护措施。（4）施工导流及施工降水问题海岸潮沙为不规则半日潮，平均低潮位1.37m，平均高潮位1.50m。勘探期间高潮位地下水水位高程1.15m左右，低潮位地下水水位高程-1.00m左右。海堤施工需采取围堰结合降水措施。

堤身结构：本段海堤为地基为淤泥质软弱地基，地基条件较差，从经济、技术、安全及与当地适宜性几个方面进行比选，选取斜坡式海堤结构。斜坡式海堤，堤身基础面积大，地基应力较小，在松软地基上易保持稳定，适用于堤身较高、地质条件较差的堤段且斜坡式海堤临海侧坡面有充足的空间布设消浪设施，斜坡面对浪潮的冲击较有适应性，斜面能消散大部分波浪能量；护面结构及施工技术简单，维修养护方便。

沿海地区普遍存在海相淤泥地层，具有含水量大、易扰动、土质软弱等特点。 海相黏土是软土沉积物的一个种类，主要岩性有淤泥、淤泥质黏土、淤泥质亚黏土，在我国范围内分布广泛，环渤海湾地区、江苏、上海、 浙江的沿海地区是我国海相软土的主要分布区。海相黏土含水率高、孔隙比大、压缩性高、渗透性低、强度低的特点，流变性、触变性表现显著。渤海一带，从10万年前至今的期间内，曾有三次海进和海退，即由海洋变陆地和由陆地变海洋曾反复六次。距今约5000年左右，环渤海一带还处于最后一次海进期间。其后开始了最后一次海退。在漫长的海退岁月中，逐渐沉积形成了滨海平原。越近海岸，成陆时间越短，土质越软。

在该类地区进行施工，通常需要进行加固处理。常用的软基处理方法有排水井法、抛填挤淤、高压旋喷桩、强夯置换法、水泥土搅拌桩、真空或堆载预压、挤密碎石桩等。这些软基处理的方法各有优缺点。采用何种方法处理需要根据工程实际情况综合考虑，以期达到处理效果和成本造价的最优平衡。根据本工程特点，初步拟定三种地基处理方案。

1、抛填挤淤法

抛填挤淤法通过向流塑状淤泥抛填石块填料，利用石块自重挤排淤泥土体，改变淤泥土体结构性状，并通过石块缝隙形成排水通道，让淤泥顺利排水固结，结合填充石块形成具有一定强度的整体稳定的地基。该方法一般适用于厚为3~4m的软土层和常年积水且不易抽干的湖、塘、河流等积水洼地，以及表层无硬壳软士的液性指数大的情况。该方法具有工艺简单、施工方便、加强效果明显、经济效益显著等特点，是工程中常用的地基处理方法之一。但抛填挤淤法一般适用淤泥厚度不超过4m，且表层硬壳被挖除的具有触变性的流塑状的饱和淤泥或淤泥质土的处理。对于5m以上的，则必须辅以爆破或强夯等措施，才可使填筑体下沉到下层较硬的持力层，对于10m以上的深厚淤泥或淤泥质土，即使采用强夯等措施也很难使填筑体下沉到下层坚硬的持力层。本工程抛填厚度为6至7m，经初步估算总投资为10710万元。

2、塑料排水板法

塑料排水板法也属于排水固结法。塑料排水板用插板机插入软土地基，在上部预压荷载作用下，软土地基中空隙水由塑料排水板排到上部铺垫的砂层或水平塑料排水管中，由其他地方排出，加速软基固结，从而达到提高强度的目的。塑料排水板一般处理深度10~15m，最大处理深度25m。其特点是：1）滤水性好，排水畅通，排水效果有保证。2）材料有良好的强度和延展性，能适合地基变形能力而不影响排水性能。3）排水板断面尺寸小，施打排水板过程中对地基扰动小。4）可在超软弱地基上进行插板施工。5）施工快、工期短，材料可工厂化生产，造价低。但对提高软土的抗剪切能力不足，尤其是对于填方高度较大的堤身来说需要多种方法综合处理，塑料排水板采用三角形布置，间距1.2m，排水板出入深度为10~20m，经初步估算总投资为8660万元。

3、水泥土搅拌桩法

水泥土搅拌桩是软土地基主要处理方法之一，水泥土搅拌桩的处理方式成本投入相对偏低减少了工程造价工程造价，节约了工程的经济成本。具有更快的施工速度，有效提升了工程施工效率及施工质量，同时缩减了工程在物力、财力以及人力等方面的成本投入面的成本投入。本工程水泥土搅拌桩桩径采用0.5m，间距2m，正方向布置，桩长20m。基础与桩顶之间设置20cm褥垫层，经初步估算总投资为8418万元。

根据地质资料，海堤修复加固工程地基特性为软土地基，第一层为素填土，平均厚度为2m，第二层为淤泥质层平均厚度为7m。地基存在表层硬壳且淤泥厚度超过4m，第三层为砂壤土层厚4m，第四层为淤泥质壤土层厚7~8m。该段地质有两层淤泥质壤土，拋填挤淤法不适用于本段地质。采用塑料排水板法处理还应结合水泥土搅拌桩提高土体的抗剪强度，因此从技术可行、造价小的角度出发，本项目地基处理采用水泥土搅拌桩。

海堤稳定及沉降量复核：现状堤基以淤泥质壤土、砂壤土为主，为软弱土，具高压缩性，淤泥质壤土渗透系数较小。堤身、堤基土体渗透破坏形式，经计算海堤的出逸比降均满足允许比降。海堤边坡的稳定主要取决于土堤边坡自身稳定，典型断面的最小边坡稳定安全系数小于允许安全系数。经计算：0+200处最终沉降量为1.08m。为保证海堤安全，堤基处理采用水泥土搅拌桩，水泥土搅拌桩桩径取0.5m，桩打入相对不透水层1m，平均桩长约20m，采用施工搅拌桩中心距2m。

基础处理后稳定复核：对堤基进行上述处理后，堤基经过固结排水后堤基的背水侧形成一道封闭的抗滑体，增加了土抗剪能力，能够有效解决坝体滑动隐患。海堤修复加固工程经过地基处理后，海堤抗滑稳定能够满足规范要求。海堤地基处理采用水泥土搅拌桩，加速了地基的固结和强度增长，提高地基的承载力和稳定性，加速沉降发展，使基础沉降提前完成，减少或消除基础的沉降。经复核，海堤修复加固工程施工完成后沉降量为0.22m。

参考文献：[1]莫德飞.浅析软土地基深基础工程处理技术

[2]海堤工程设计规范

 作者介绍：史永灿（1984-），男，河北省石家庄市人，长期从事水利水电工程咨询设计工作。