某深水防波堤施工中的預留沉降控制

蘇冰

（天津港航工程有限公司 天津 300456）

某深水防波堤施工中的預留沉降控制

蘇冰

（天津港航工程有限公司 天津 300456）

深水防波堤的預留沉降關(guān)系到工程的經(jīng)濟成本，關(guān)系到工程的施工質(zhì)量，因此必須采取科學的方法對深水防波堤的預留沉降進行控制。本文結(jié)合實際工程，提出了預留沉降的目的和觀察方法，以期在不同階段內(nèi)能夠準確觀測出沉降量，對整體預留沉降進行控制，滿足實際施工需求。

深水防波堤；預留沉降；控制方法

引言

在防波堤施工過程中，難以把握沉降量的預留，影響項目的使用效益，沉降控制成為防波堤施工過程中的重點。在防波堤施工水深逐漸增加的同時，預留沉降控制的難點逐漸突出。針對深水防波堤工程，沉降預留的控制工作更加不能懈怠。在深水防波堤預留沉降控制過程中，需要做好兩方面的內(nèi)容，即對沉降量的觀測和預留沉降的施工技術(shù)。深水防波堤施工過程中，需要結(jié)合實際情況分析預留沉降的施工方式，對沉降量進行觀測，實現(xiàn)預留沉降的目的。

1 工程概況

本項目包括直立段和斜坡段，直立段和斜坡段分別長820m和680m，基槽包括基床和堤心石，基底也包括不挖泥層面和挖泥層面。在實際施工中，我們應用分層水下爆夯法對基床石進行夯實。通過對不同土質(zhì)資料的整理，得出表1的工程地基指標。

在基床拋石過程中，受到拋石荷載的影響而出現(xiàn)沉降；在安放沉箱的過程中受到回填荷載的影響而出現(xiàn)沉降；在胸墻澆筑過程中受到混凝土荷載的影響而出現(xiàn)沉降，三個施工過程中施加的荷載綜合作用導致防波堤出現(xiàn)沉降。

表1 工程地基指標

2 預留沉降的目的

深水防波堤的施工過程涉及較多的層面，施工周期較長，在施工過程中難免會出現(xiàn)防波堤策劃沉降的現(xiàn)象，只有通過預留沉降量的方法，才能保證在防波堤沉降后滿足設計文件的高程標準，當防波堤投入使用后，可能會出現(xiàn)一定程度的固結(jié)沉降，為了提高防波堤的施工性能，必須考慮防波堤在運行過程中的沉降量。另外，為了降低工程成本，避免出現(xiàn)返工問題，必須合理控制預留沉降量[1]。

出現(xiàn)防波堤沉降的問題主要包括三方面的原因，分別是防波堤基礎的初始沉降、防波堤基礎的固結(jié)沉降、防波堤堤身的密實沉降。本工程出現(xiàn)沉降的原因包括上述三種因素。

3 沉降量的觀測方法

針對防波堤沉降出現(xiàn)的原因，可以采取三種方式來對預留沉降量進行控制。①在基床施工的過程中控制沉降預留；②上部結(jié)構(gòu)的施工過程中控制沉降預留；③在不同的施工階段根據(jù)具體的沉降變化控制沉降預留[2]。

防波堤沉降的觀測方法與沉降量預留的控制方法相關(guān)，以沉降控制的具體方法為依據(jù)，采用相應的沉降觀測方法，在實際施工中誕生出很多優(yōu)秀的觀測方法，例如斷面沉降觀測法、深層沉降觀測法、集合水準觀測法等。在本工程施工過程中，考慮到防波堤的整體結(jié)構(gòu)，結(jié)合基底的狀態(tài)，在不同階段的施工過程中選擇合適的觀測方法，詳見表2。

表2 不同施工階段的觀測方法

4 沉降盤的結(jié)構(gòu)形式和安裝方法

沉降觀測精度受到沉降觀測點標志的影響，本工程中基槽拋石斷面體積較大，在爆夯法處理之后，為了避免觀測線受到破壞，因此選用沉降觀測盤的不同桿法觀測地基的沉降，而不應用壓力傳感器和電阻式的觀測方法[3]。

沉降盤采用鋼架結(jié)構(gòu)，底盤有10mm厚的鋼板鋪底，利用工字鋼和螺紋鋼作為骨架，法蘭和工字鋼和底盤焊接，法蘭長約9m。

安裝沉降盤的過程中，潛水員水下檢查斷面基槽底部，確保沒有隆起和凹陷后，將沉降盤緩慢吊至斷面軸線處，潛水員觀測沉降法蘭是否垂直，安放沉降盤。

5 沉降觀測及預留方法

為了提高觀測精度，沉降觀測過程中的重點是要設置合理的沉降觀測點，深水防波堤工程中，設置的沉降觀測點必須滿足觀測規(guī)范的要求。

例如在地基沉降觀測中，使用電阻觀測方法時，受到爆夯作用的影響，觀測精度可能會受到一定的影響，因為爆夯作用導致觀測線損壞。所以在實際觀測中，采用不動桿法對地基的沉降量進行觀測，只需設置合理的沉降觀測盤即可。以下分別介紹基床沉降觀測、胸墻混凝土沉降觀測、沉箱安裝沉降觀測和面層混凝土的合理預留：

5.1 基床沉降觀測和預留

基床經(jīng)過爆夯法處理之后穩(wěn)定沉降值與觀測沉降值之間的差值逐漸減小，為了保證基床的主要沉降量能夠完成，必須保證差值在標準范圍內(nèi)。當基床的沉降全部結(jié)束后，利用水深法觀測沉降量，分析觀測結(jié)果，通過的結(jié)果的分析得出不同區(qū)域的平均沉降率和平均夯沉量，通常將平均夯沉量作為基床的實際沉降量。本項目中，在實施爆夯法之前，選擇出典型區(qū)域，經(jīng)過測試后確定其夯沉率滿足設計要求，再進行爆夯處理，一般經(jīng)過三次爆夯處理，便于得出準確的夯沉率，次數(shù)不可過多，避免出現(xiàn)局部反彈，影響沉降量的觀測。

5.2 胸墻混凝土沉降觀測和預留

根據(jù)設計標準，胸墻混凝土的沉降觀測需要符合兩個標準：①必須以胸墻混凝土的觀測數(shù)據(jù)為依據(jù)，適當增加預留沉降量，便于在深水防波堤投入使用后對高程進行控制；②在不改變沉降觀測點的前提下，將胸墻沉降觀測點選在沉箱安裝和箱內(nèi)回填的沉降觀測點。

通常情況下，胸墻混凝土的澆筑分為三個階段，在混凝土澆筑過程中必須將施工周期控制在30d內(nèi)。

5.3 沉箱安裝沉降觀測和預留

沉箱安裝和箱內(nèi)回填沉降量的觀測需要利用全站儀，一般將沉降觀測點設置在沉箱的邊角位置，在施工時間增加的同時，觀測周期也逐漸延長，在初始階段、中間階段和最終階段的觀測周期分別為3d、7d、30d。在不同的測量周期內(nèi)，可以很精確地得出沉降量的曲線，可以知道隨著時間的延長，沉箱安裝和箱內(nèi)回填的沉降速率逐漸穩(wěn)定，如圖1所示。

圖1 沉降速率變化曲線

5.4 預留面層混凝土

結(jié)合直立段基床的平均厚度和爆夯影響，對沉降觀測數(shù)據(jù)和風浪影響進行分析，可以得出不同胸墻精確的沉降值。

本工程防波堤竣工后，對深水防波堤的沉降量進行監(jiān)控，發(fā)現(xiàn)在臺風和風暴潮的影響下，沉降量區(qū)域穩(wěn)定，符合國家相關(guān)標準，使用性能良好。

6 結(jié)語

本文在介紹滲水防波堤沉降觀測方法的基礎上，針對不同結(jié)構(gòu)和不同施工階段進行了觀測分析，在滿足工程需求的同時，提高了觀測精度。通過對工程沉降量的觀測和預留，可以得出如下結(jié)論：在觀測和控制深水防波堤的沉降量的過程中，需要結(jié)合特定部位的實際沉降，采用合理有效的觀測方法，另外在澆筑面層混凝土之前必須考慮預留沉降量。本文對深水防波堤沉降量觀測和預留方法的研究，可以為類似施工工程提供一定的分析依據(jù)，促進深水防波堤工程的發(fā)展。

[1]肖世杰.深水防波堤施工[J].中南電力大學學報，2012（09）：112.

[2]傅英坤.深水防波堤施工中的預留沉降控制措施[J].中國水運，2015（01）：266～267.

[3]余貽鑫，欒文鵬.深水防波堤施工中的預留沉降控制[J].水利工程規(guī)劃與設計，2013（01）：7.

U656.2

A

1673-0038（2015）52-0292-02

收稿日期：2015-12-14

蘇 冰（1988-），男，山東濰坊人，助理工程師，本科，研究方向為疏浚吹填工程。