中交四航研究院：求索软土地基的硬化密码

近日，由中交四航工程研究院有限公司（简称中交四航研究院）主持研发的成果“排水固结法理论与成套技术研究及应用”荣获2024年度中国水运建设行业协会科学技术奖特等奖。

排水固结法是国内外针对软土地基工程建设的常用工法。软土地基具有含水量大、压缩性高、强度低、透水性差等特征，随着国内建设用地需求多样化和软弱地基处理的质量、环保等相关标准日渐严格，相关工法研发创新涉入“深水区”。自上世纪90年代起，中交四航研究院以理论研究为先导，借助现场与室内试验、技术开发等手段，构建出具有重大应用价值的固结渗流理论及其三大技术体系、二十项核心成果，开发出排水固结法理论与成套技术。

浅表层软基快速加固技术解难题

3月28日，广州港南沙港区国际通用码头水工主体结构正式动工，建成后将新增年货物吞吐能力1550万吨和集装箱吞吐50万标箱，与现有20个深水泊位形成超16公里的连绵岸线，构筑起华南地区专业化、规模化、一体化码头集群。

早在广州港南沙港区建设之初，“浅表层软基快速加固”成套技术发挥了重要基础作用。由于传统硬化工艺采取两年以上的自然晾晒，待可承载人机设备、铺设土工竹筋和中粗砂等工作垫层后再加固，大大影响南沙港区如期开港。时任中交四航研究院院长董志良带领岩土技术团队，白天调研工地、晚上整理数据，在软基处理技术的经验基础上创造性提出无砂垫层真空预压技术，形成了“浅表层软基快速加固”成套技术，该技术突破国内外现行标准规范对水平排水系统必须采用中粗砂的限制，解决快速加固超软弱土的难题。

在南沙港区国际通用码头工程中，浅表层地基处理总面积120多万平方米，产生经济效益约7800万元，为后续的大面积深厚软土地基快速加固与沉降控制的实施提供了良好的保障。该技术相较于传统工艺节省了铺设砂垫层的大量投入，短缩了工期，真空度传递效果好。

基于以上优势，该技术在机场跑道、港口以及岸堤填海造陆等大面积软土地基加固中得到广泛应用。

新装备快速加固水下软土地基

2024年11月28日，香港国际机场三跑道正式启用，预计到2035年旅客量可提升至1.2亿人次、货运量达1000万吨。

香港国际机场第三跑道工程位于香港特别行政区现有机场北侧，通过填海形成面积近650万平方米陆域，施工水下DCM（深层水泥搅拌桩法）桩总桩数约2.7万根，中交四航局负责其中6085根施工，占比22.3%，加固软土46万立方米，产生经济效益2亿多元，同时还解决了垃圾填埋区污染物扩散问题，该工程是国内首次大规模应用DCM加固水下软土地基的项目。

在香港三跑道项目之前，DCM多用于陆地，该工程是我国首次将该方法大规模应用于处理水下软基，采用了拌和船、制浆船和运灰船组成了第一代DCM施工装备，但其在功能系统集成、处理机性能、自动化水平等方面与国际同类装备存在差距。“DCM法加固水下软基自主核心技术及自动化装备研发”项目对DCM法处理水下软基的加固机理、自动化装备、施工关键技术及施工质量评价等内容进行了系统研究，自主研发并建造国内首艘、集多项先进技术于一体的三处理机水下DCM船“四航固基”号。该船综合性能优于国内外同类型施工船舶，大幅提升了我国水下DCM施工装备研发制造及施工技术水平。

项目还形成了集持力层数字化实时判别、处理工艺优化、自动化执行以及环保控制等于一体的新一代水下DCM高效施工成套核心技术，并提出了综合考虑基础整体服役性能的施工质量评价方法。

该研究成果在香港国际机场三跑道项目、深中通道等国内重大水运工程建设项目软基处理中得到成功应用，累计高效加固软土近127.6万立方米，相关成果为深中通道采用DCM法加固沉管底部软土地基设计阶段方案论证提供了有力支撑，取得了显著的社会经济效益。