龍海市錦江沿海路堤工程施工方案研究

吳偉民

(福建水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院 永安 366000)

1 工程概述

龍海市錦江道東段防洪防潮工程位于龍海市中心，工程的建設(shè)既可解決防洪問題，又可大大改善城市中心區(qū)的交通狀況，同時還為市民提供了一個集休閑、觀光、旅游、商業(yè)為一體的綜合功能區(qū)域。工程采用路堤結(jié)合方式建設(shè)(路堤標(biāo)準(zhǔn)斷面見下圖)，工程由50年一遇防洪標(biāo)準(zhǔn)的臨海陡墻式駁岸，一條路寬50m、總長1220.2m的城市綜合性Ⅱ級主干道路和一座橋涵組成。

龍海市錦江路堤標(biāo)準(zhǔn)斷面

2 施工條件

本工程位于九龍江入海支流南港，屬錦江道沿九龍江南港的延伸段。龍海市屬南亞熱帶海洋性氣候，溫暖濕潤，多年平均溫度21℃，全年最熱為6～9月，月平均氣溫可達(dá)28.7℃，最冷月為12～2月，月平均氣溫12.7℃;區(qū)域降雨量充沛，多年平均降水量達(dá)1418mm，降雨年內(nèi)分配不均，5～9月降雨量占全年的65% ～70%，其他月份雨量較少。

工程區(qū)域在地貌上屬九龍江河口區(qū)感潮段，臨海側(cè)陡墻式海堤沿線灘涂面高程為-2.75～2.47m，河灘坡度約2.5% ～3.0%;岸上地面高程為3.28～4.53m。場地內(nèi)地層主要為人工填土、全新統(tǒng)海積層及全新統(tǒng)沖洪積層。對外交通可以采用水路、陸路，十分便利。

3 軟土地基處理

3.1 處理方案選擇

地質(zhì)報告表明，工程路堤基礎(chǔ)部分地勢較高，為露灘地形;另一部分處于潮水波動區(qū)或水下。地質(zhì)條件均為高含水量、高壓縮性、高靈敏度、低強度的軟土，地基承載力及抗剪強度均不能滿足上部荷載的要求，為保證堤身穩(wěn)定、控制施工后路堤的沉降，堤基需要進(jìn)行處理。

目前常用的軟土地基處理方式有:挖除(對淺埋的薄層軟土)法、墊層法、土工織物鋪墊法、排水板排水固結(jié)法、拋石擠淤法、真空預(yù)壓法、爆炸置換法、樁基法等，也可采用多種方法組合進(jìn)行處理。本工程經(jīng)充分論證后，確定對露灘地形采用鋪設(shè)砂墊層+打設(shè)塑料排水板+鋪設(shè)高強土工格柵的地基處理方法;對潮水波動區(qū)或水下地段選用打設(shè)塑料排水板和拋石擠淤法處理;對橋涵基礎(chǔ)采用混凝土鉆孔灌注樁法進(jìn)行處理。

3.2 軟土地基施工方法

3.2.1 路堤下軟土地基處理

對路堤下軟土地基處理主要采用鋪設(shè)砂墊層+打設(shè)塑料排水板+鋪設(shè)高強土工格柵的處理方法。施工順序如下:測量放樣→土方(淤泥)開挖→回填砂墊層→平整→測量放樣→排水板備料→排水板上機就位→樁機定位→插管長度標(biāo)注→打插排水板→拔管→剪板→移機。

在土方開挖前，首先測量放樣，按設(shè)計要求分段放出開挖邊線和原地面高程，以便控制開挖規(guī)格和深度。對于較堅硬的露灘，采用反鏟挖掘機開挖，5t自卸汽車裝運。坡面機械開挖時，應(yīng)預(yù)留20cm保護(hù)層，由人工進(jìn)行開挖。對于水下開挖，應(yīng)根據(jù)潮水的規(guī)律，采用抓斗式(或鏈斗式)挖泥船開挖，80t(或120t)駁船裝運。

中砂回填時，應(yīng)邊鋪筑邊用水沖至密實。也可采用水撼法施工，即鋪砂后灌水，使水面高出砂面，再采用鋼叉搖撼搗實，插入點間距10cm，呈梅花形布置，每個布置點搖撼十幾次，每層往返搖撼搗實2～3遍，確保振搗密實。條件允許時，也可采用絞吸式挖泥船直接吹填，裝載機推平。

塑料排水板打設(shè)，采用分塊多工作面施工。根據(jù)進(jìn)度計劃，安排四臺門架式插板機進(jìn)行作業(yè)。將排水板用汽車運到工地(或上船)，檢查設(shè)備情況正常后，即開始插板施工。將排水板裝入導(dǎo)管，安上樁靴，啟動電機，由縱、橫向移動裝置移動樁架到插設(shè)位置，導(dǎo)管對準(zhǔn)樁位后，啟動振動錘，將排水板打入地下，當(dāng)插設(shè)到設(shè)計深度后，停止振動，起拔導(dǎo)管，在導(dǎo)管離墊層面50cm時，用鐮刀按設(shè)計出露長度割斷排水板，裝靴后通過縱、橫向移動裝置，將樁架移動到下一樁位進(jìn)行插設(shè)。

根據(jù)潮位資料估算，一般露灘時間在3～5h之間。因此，計劃每天安排兩班作業(yè)，每潮一班。有條件的施工段，采用露灘打設(shè);無法露灘施工時，采用船打，即將插板機及發(fā)電機安放在100t的駁船上，漲潮時，根據(jù)測量放樣進(jìn)行打設(shè)。塑料板下沉?xí)r嚴(yán)禁出現(xiàn)扭結(jié)、斷裂和撕破濾膜等現(xiàn)象。

3.2.2 陡墻式海堤基礎(chǔ)處理

陡墻式海堤基礎(chǔ)處理主要采用打設(shè)塑料排水板(已按前述處理)加拋石擠淤法處理。施工順序如下:測量放樣→自卸駁船運輸→定位拋填→碾壓夯實→測量放樣→整平和局部補拋→驗收。

本工程拋石包括基床拋石和壓載塊石拋填，采用分層分段自卸駁船運輸拋填加載的方法進(jìn)行施工?；矑伿謱雍穸鹊谝粚訛?.0m，第二層為1.0m;拋石壓載根據(jù)壓載厚度的不同分一至二層。分段長均為100m左右。

拋石采用候潮施工，即自卸汽車(或農(nóng)用車)將拋填石料運到碼頭裝船后，待漲潮時運輸至指定地點拋填。填筑時中間部位的塊石料可小一些，側(cè)面應(yīng)加大，以防止風(fēng)浪沖刷，壓載層外坡表面須拋填單塊重量大于80kg的大塊石。拋填后用裝載機推平，邊坡基本滿足設(shè)計要求，待地基沉降基本穩(wěn)定后，再用反鏟挖掘機配合人工進(jìn)行整平和修坡。

拋填的厚度和間隙時間由加載控制曲線確定，要嚴(yán)格控制加載速率。石方加載有一級加載和二級加載，不同級荷載間按設(shè)計加載控制曲線加載;同級荷載一次加載厚度0.8～1.0m(一般在底部施工時取高值，中上部施工時取低值)，薄層輪加，間歇時間控制30天。同時，按照加載控制曲線制訂月、季施工計劃;并應(yīng)根據(jù)原位觀測所得到的參數(shù)，適時對加載曲線作動態(tài)調(diào)整。

3.2.3 樁基礎(chǔ)施工

對橋涵基礎(chǔ)采用混凝土鉆孔灌注樁法進(jìn)行處理。其施工順序如下:施工圍堰→抽水→施工臨時道路→土方淤泥開挖→測量放樣→樁機就位→鉆孔→清孔→鋼筋籠安放→導(dǎo)管安放→混凝土灌注→鋼護(hù)筒拔除→樁頭鑿除→建基面清理→混凝土承臺澆筑→驗收。

由于橋涵基礎(chǔ)施工在水下進(jìn)行，因此，要對施工場地進(jìn)行圍堰，并按設(shè)計要求對圍堰內(nèi)淤泥進(jìn)行開挖。然后，進(jìn)行測量放樣，確定樁位，安裝樁機進(jìn)行鉆孔，鉆設(shè)的槽孔應(yīng)滿足規(guī)定的寬度，孔壁必須平直，不得有孔曲、梅花孔、小墻殘體及探頭石等。為了保護(hù)孔口，隔離地面水和定位導(dǎo)向，必須埋設(shè)護(hù)筒。鉆孔結(jié)束后，即安放鋼筋籠。鋼筋籠按槽孔長度分節(jié)加工，每節(jié)長度要根據(jù)起吊設(shè)備條件、搭合焊接時間而定，各節(jié)之間，隨下設(shè)隨焊接，直至要求深度。

水下混凝土樁灌注采用升管法進(jìn)行。根據(jù)槽孔長度、孔底形狀和混凝土擴散范圍條件確定導(dǎo)管根數(shù)及深度，清孔合格后，立即下設(shè)預(yù)埋管、導(dǎo)管。澆筑時，先把砂漿灌入導(dǎo)管，再相繼灌入混凝土，然后將隔離球壓至孔底，將混凝土充滿導(dǎo)管，即可按計劃順序澆筑。開澆時，將導(dǎo)管提離孔底20～30cm，放出隔離球，隨即補充混凝土并將導(dǎo)管再下至開澆前的位置，使管底埋入混凝土?；炷翝仓氝B續(xù)進(jìn)行，均勻上升，不能中斷，上升速度每小時不低于2m，槽孔內(nèi)混凝土面高不宜小于0.5m?？刂茖?dǎo)管埋入混凝土內(nèi)的深度在1～6m，不得脫空。由于混凝土是在泥漿下澆筑，須有良好的和易性和流動性，一般坍落度18～22cm，擴散度34～38為宜。

混凝土灌注樁養(yǎng)護(hù)結(jié)束后，按設(shè)計要求鑿除樁頭，清理建基面，進(jìn)行混凝土承臺澆筑。

4 陡墻式駁岸施工

由于本路堤工程建設(shè)場地狹窄，故設(shè)計時選用了陡墻式海堤，陡墻式海堤基礎(chǔ)已按前述采用打設(shè)塑料排水板加拋石擠淤法進(jìn)行了處理。陡墻式海堤的上部結(jié)構(gòu)由C15素混凝土底座、C15細(xì)骨料混凝土砌毛塊石、M10漿砌條石擋墻面層、墻后回填中粗砂、墻內(nèi)埋設(shè)PVC排水管(管徑50)、土工布包砂石反濾層、C25混凝土壓頂、C25混凝土欄桿立柱等部分組成(如上頁圖所示)。

由于C15素混凝土底座位置較低，故現(xiàn)場澆筑系統(tǒng)采用搭設(shè)溜槽方式進(jìn)行。混凝土從拌和站通過溜槽到倉前，由雙膠輪車接送到倉面，卸料澆筑。人工鏟送混凝土入倉、平倉，插入式振搗器振搗密實，原漿抹平，并在施工分縫面上埋設(shè)施工縫處理結(jié)合插筋。

C15細(xì)骨料混凝土采用二級配混凝土。砌筑的石料必須新鮮、堅硬、完整，并應(yīng)盡量采用體積較大的石料。塊石混凝土砌體應(yīng)分皮臥砌，大面向下，并應(yīng)上下錯縫、內(nèi)外搭砌，不得采用外面?zhèn)攘⑹瘔K、中間填心的砌筑方法。石塊間較大的空隙應(yīng)先灌注混凝土，后用碎塊或片石嵌實，石塊間不得相互接觸。M10漿砌條石擋墻面層采用鋪漿法施工，在鋪筑砂漿前，先灑水濕潤石料，砌縫厚度不大于20mm，并做到橫平豎直、砂漿飽滿。料石砌體應(yīng)上下錯縫搭砌，每砌兩皮順砌層后，應(yīng)砌一皮丁砌層。最后，漿砌石表面需用砂漿勾縫，并將砌體表面濺染的砂漿清理干凈。

砌體養(yǎng)護(hù)結(jié)束后(水泥砂漿砌體14天，塊石混凝土砌體為21天)，即可在墻后回填中粗砂，為保證墻體的滲流穩(wěn)定，需在PVC排水管(管徑50)后設(shè)置用土工布包裹的砂石反濾層，并在中粗砂與路基回填土之間豎向設(shè)置復(fù)合土工膜一道，復(fù)合土工膜伸入底部砂墊層內(nèi)的長度不小于2m。

5 路基工程施工

路基土方回填應(yīng)在填筑區(qū)(經(jīng)處理的軟土地基)驗收合格后進(jìn)行。填筑前，先進(jìn)行土料碾壓試驗。根據(jù)選定的碾壓設(shè)備，對鋪筑方式、鋪土厚度、碾壓遍數(shù)、行進(jìn)速度、填料的最優(yōu)含水量、壓實后的干容重及滲透系數(shù)等提出試驗結(jié)果，以確保合理的碾壓參數(shù)。土方填筑采用分段流水作業(yè)方式分層填筑，基本保持均衡上升。施工時采用1m3的反鏟挖掘機挖土、裝車，5t自卸汽車運輸、卸料。推土機攤平，自行式凸塊振動碾壓實的方式進(jìn)行。振動碾碾壓為順路堤方向進(jìn)行，每層土料的厚度不大于30cm。相鄰作業(yè)面的搭接碾壓為:平行堤軸線方向不小于0.5m，垂直堤軸線方向不小于0.3m。凸塊碾壓不到的部位，采用蛙式打夯機或人工夯實。為分散和均布上部荷載，調(diào)整地基應(yīng)力，并對地基形成一定的側(cè)限作用，本工程土方每填筑1m后，鋪設(shè)土工格柵一道，利用土工格柵的加筋作用，形成復(fù)合地基，以提高地基承載力，減少路基變形。土料填筑標(biāo)準(zhǔn)按規(guī)范規(guī)定，當(dāng)采用黏性土?xí)r，壓實度不小于0.94，干容重不小于15.65kN/m3;采用無黏性土?xí)r，相對密度不小于0.65，干容重不小于17.5kN/m3。填筑工程完工后，按有關(guān)規(guī)范進(jìn)行檢查驗收。

6 結(jié)語

沿海路堤的地基一般為高含水量、高壓縮性、高靈敏度、低承載力的淤泥軟土地基，本文就如何根據(jù)地形、地質(zhì)、水文、氣象、潮汐、建筑物的結(jié)構(gòu)特征等條件，結(jié)合規(guī)范及技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，選擇合適的軟土地基處理、海堤及路基工程施工方案和施工技術(shù)作了針對性闡述，為類似工程的施工提供了有益的借鑒?！?/p>

1 中華人民共和國水利部.海堤工程設(shè)計規(guī)范(SL 435—2008)［S］.北京:中國水利水電出版社，2008.

2 中華人民共和國水利部.堤防工程施工規(guī)范(SL 260—98)［S］.北京:中國水利水電出版社，1998.

3 中華人民共和國交通部.重力式碼頭設(shè)計與施工規(guī)范(JTJ 290—98)［S］.北京:人民交通出版社，1998.

4 中華人民共和國交通部.公路軟土地基路堤設(shè)計與施工技術(shù)規(guī)范(JTJ 017—96)［S］.北京:人民交通出版社，1996.