混凝土灌注樁在玉環(huán)大麥嶼標(biāo)準(zhǔn)海塘工程中的應(yīng)用

姚小槐,劉小坤

(1.浙江省水利河口研究院,浙江 杭州 310020;2.浙江廣川工程咨詢有限公司,浙江 杭州 310020)

1 問題的提出

隨著人口的增長與經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展,作為我國經(jīng)濟(jì)增長最活躍、工業(yè)化和城市化進(jìn)程最快的區(qū)域—東部沿海地區(qū),非農(nóng)業(yè)建設(shè)用地的擴(kuò)張與耕地資源量銳減、資源短缺與人民生活需求日益提高的矛盾不斷尖銳,向海洋空間發(fā)展,以緩解沿海地區(qū)人地矛盾、維持社會可持續(xù)發(fā)展,具有重大戰(zhàn)略意義。

從20世紀(jì)90年代開始,浙江沿海圍墾工程迎來了新的建設(shè)高潮。然而在圍墾工程從可研到施工驗收階段,問題不斷涌現(xiàn),主要有2類:一是工程本身沉降問題;二是工程有關(guān)政策處理問題(具體有灘涂、碼頭資源的征用問題)。玉環(huán)大麥嶼標(biāo)準(zhǔn)海塘工程作為5萬t級深水良港碼頭的配套工程,同樣也受到上述問題的困擾。

2 設(shè)計與應(yīng)用

2.1 工程概況

玉環(huán)縣大麥嶼標(biāo)準(zhǔn)海塘工程位于玉環(huán)縣西南部的大麥嶼港,屬縣重點工程,工程建設(shè)任務(wù)為防潮,開發(fā)利用沿海土地資源和灘涂資源,滿足港區(qū)建設(shè)需要,促進(jìn)大麥嶼深水良港的開發(fā)建設(shè),為規(guī)劃5萬t級碼頭順利建成投入使用奠定基礎(chǔ)。該工程等別為Ⅲ等,主要建筑物海堤級別為3級,海堤防洪設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)為50 a一遇高潮位,允許部分越浪。龍口度汛采用汛期10 a一遇高潮位及其典型潮型設(shè)計,堵口采用非汛期5 a一遇高潮位及其典型潮型設(shè)計。

海堤堤線北接糧食中轉(zhuǎn)碼頭,沿岸線南至大麥嶼后,折向東與疏港大道相接。堤線全長1 517.2 m,其中北堤長192.8m,涂面高程0.5～-2.0 m;正堤長1 120 m,涂面高程-2.0～-4.5 m;南堤長 204.4 m,涂面高程-2.0～-5.0 m。

2.2 混凝土灌注樁的設(shè)計

2.2.1 工程設(shè)計條件

(1)水文條件。樂清灣屬非涌潮地區(qū),圍區(qū)多年平均高潮位2.14 m,多年平均低潮位-1.90 m,多年平均潮位0.12 m。設(shè)計高潮位 (p=2%)5.34 m,設(shè)計低潮位(p=2%)-3.63 m。樂清灣為半封閉型港灣,灣內(nèi)潮差較大,屬強(qiáng)潮海灣,最大潮差達(dá)7.02 m以上。

(2)地質(zhì)條件。根據(jù)勘探資料,海堤軸線地基上部圖層主要為淤泥、淤泥質(zhì)土和軟塑狀的軟黏土組成,一般厚度為20～45 m,具有物理力學(xué)性質(zhì)差,含水率高,孔隙比大、壓縮性高、排水和固結(jié)條件差、天然強(qiáng)度低、沉降變形大等特點,是海堤沉降和抗滑穩(wěn)定的主要控制層。下部主要為中等壓縮性的黏土和粉質(zhì)黏土等,含水率較上部低,工程地質(zhì)條件好于上部,但埋深較深。海堤海涂涂面在漲潮時淹沒在水下,退潮時大部露出水面。

2.2.2 設(shè)計成果

原設(shè)計采用塑料排水插板的地基處理方案對河道行洪、保持現(xiàn)有河道的出?？诤觿?、漁船停泊等極為不利,而且實施起來政策處理阻力大且費用高。南側(cè)堤北移30 m進(jìn)行調(diào)整布置,即南側(cè)堤與現(xiàn)有沙場北側(cè)護(hù)堤銜接,保留現(xiàn)有北支慶瀾塘河河口避風(fēng)港120 m寬度,滿足漁船的停泊要求。并通過斷面方案調(diào)整,確?，F(xiàn)有漁船出海航道不高于-2.0 m(涂面高程),能保持現(xiàn)有航道的暢通。調(diào)整后南側(cè)堤 (樁號1+120～1+324.4 m)沿堤頂寬度兩側(cè)設(shè)C30混凝土灌注樁,共2排,排距6.2 m,樁徑100 cm。外海側(cè)灌注樁為連孔排樁布置,間距1.13 m;圍區(qū)灌注樁則分樁號位置不同采用疏密不等布置,即樁號正1+120 m～正1+139 m間距3.0 m,樁號正1+139 m～正1+219.4 m間距1.13 m,樁號正1+219.4 m～正1+324.4 m間距3.0 m。灌注樁長為38.5～41.5 m。南側(cè)堤平面圖及南側(cè)堤標(biāo)準(zhǔn)斷面圖如圖1、2所示。

3 施工實踐

混凝土灌注樁施工于2008年11月開始施工,至2009年5月施工結(jié)束。

圖1 南側(cè)堤平面圖

圖2 南側(cè)堤標(biāo)準(zhǔn)斷面圖

3.1 施工質(zhì)量控制要點

(1)鉆孔質(zhì)量的控制:包括孔位、孔深、垂直度、清孔等質(zhì)量控制;

(2)鋼筋制作安裝質(zhì)量控制:鋼筋籠的制作、安裝就位質(zhì)量控制;

(3)混凝土樁質(zhì)量控制:包括混凝土質(zhì)量、澆筑質(zhì)量、樁頭處理質(zhì)量等質(zhì)量控制。

3.2 實踐結(jié)果

3.2.1 沉降與水平位移觀測

地表沉降是由埋設(shè)在土工布上的沉降板觀測得出。對標(biāo)準(zhǔn)海塘正1+000 m斷面與南側(cè)堤1+250 m修改斷面進(jìn)行了沉降的比較,具體見表1及圖3、4。正1+000 m資料統(tǒng)計分析時段為2008年1月12日～2010年4月12日,正1+250資料統(tǒng)計分析時段為2008年8月12日～2010年4月12日。

表1 沉降觀測資料

圖3 正1+000 m軸線沉降情況圖

圖4 正1+250 m軸線沉降情況圖

水平位移觀測主要觀測在上部荷載的作用下地基土不同深度的水平位移情況,采用測斜儀觀測。正堤正 1+000 m斷面及南側(cè)堤正1+324.4 m斷面水平位移比較見表2。觀測資料統(tǒng)計時段為2008年4月5日至2009年12月19日。

表2 水平位移觀測資料表 mm

從圖3、4可以看出,南側(cè)堤的沉降量 (軸線位置比較)要遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于其他正堤的沉降量,并且后期曲線基本水平,沉降基本處于可控狀態(tài);水平位移量上下一致,達(dá)到設(shè)計要求。

3.2.2 造 價

調(diào)整后的斷面方案為直立式灌注樁 (板墻)堤身方案。在剔除土地補(bǔ)償和政策處理費用的情況下,調(diào)整后的設(shè)計方案建筑工程費用比原設(shè)計方案投資減少23.7萬元,當(dāng)考慮土地補(bǔ)償及政策處理費用時,調(diào)整后比原方案減少總投資528.9萬元。

3.2.3 外觀質(zhì)量

從施工工藝看,混凝土灌注樁技術(shù)成熟,在我省應(yīng)用較多,質(zhì)量容易控制。從港區(qū)規(guī)劃看,調(diào)整后的直立斷面結(jié)構(gòu)實用美觀,在滿足防潮要求的前提下,有助于港區(qū)開發(fā)和提升港區(qū)景觀層次。

3.2.4 工期及其他

由于混凝土灌注樁施工技術(shù)成熟,從工期上完全能保障。從政策處理角度看,調(diào)整后的設(shè)計方案保留了原沙場碼頭,保留現(xiàn)有北支慶瀾塘河河口避風(fēng)港120 m寬度,滿足漁船的停泊要求。有效地解決了政策處理難度大且費用高的難題。并且由于堤身變小及結(jié)構(gòu)的變化,堤身拋石量也大為減少,相應(yīng)的料場征用量也適當(dāng)減少。

3.3 存在問題

(1)成樁質(zhì)量檢測。由于南側(cè)堤外海側(cè)灌注樁大部分為連孔排樁布置,間距1.13 m,圍區(qū)側(cè)灌注樁則局部為間距1.13 m。由于工程地質(zhì)、施工環(huán)境因素影響,致使成樁基本連成一體,給后續(xù)的成樁檢測帶來困難,對這部分的樁的質(zhì)量檢測只能憑施工中質(zhì)量控制數(shù)據(jù)加以評判。

(2)與標(biāo)準(zhǔn)海堤其他斷面的銜接。因南側(cè)堤基礎(chǔ)采用了混凝土灌注樁,相對沉降很小,而其他標(biāo)準(zhǔn)斷面基礎(chǔ)采用塑性排水板固結(jié)處理,堤身的沉降肯定比混凝土灌注樁要大得多,所以斷面之間的銜接成了一個問題。

(3)沉降量的預(yù)留及控制。因灌注樁屬于摩擦樁,不是端承樁,所以后期沉降盡管小,但是關(guān)系到海堤的驗收,沉降量的預(yù)留及控制也是設(shè)計單位及施工單位應(yīng)該考慮的問題。

4 結(jié) 語

玉環(huán)大麥嶼標(biāo)準(zhǔn)海塘工程南側(cè)堤采用了混凝土灌注樁施工,有效地解決了碼頭征用問題,減少了投資,沉降量處于相對可控狀態(tài),為工程驗收創(chuàng)造了有利條件。