灘涂圍墾工程沉降量變化的原因及對(duì)策分析

◎ 呂少蘭　浙江浙能洋山建設(shè)開發(fā)有限公司

灘涂圍墾工程沉降量變化的原因及對(duì)策分析

◎ 呂少蘭浙江浙能洋山建設(shè)開發(fā)有限公司

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，沿海灘涂圍墾開發(fā)已經(jīng)成為了我國土地開發(fā)中的重要項(xiàng)目。在灘涂圍墾工程施工的過程中，會(huì)由于地質(zhì)沉降等原因?qū)е略O(shè)計(jì)沉降量與實(shí)際沉降量不符，對(duì)后續(xù)施工造成不利。文章從地質(zhì)勘察、施工環(huán)境及施工方式出發(fā)，對(duì)灘涂圍墾工程中沉降工程量變化的原因進(jìn)行了總結(jié)，提出了相應(yīng)的對(duì)策，以便更好的確保灘涂圍墾工程的是施工質(zhì)量。

灘涂圍墾工程 沉降 變化 原因 對(duì)策

1.前言

眾所周知，近年來城市土地資源受城市化建設(shè)進(jìn)程的影響而變得異常緊缺，土地的需求量逐年上升，使人類與土地資源的矛盾日益白熱化。為了對(duì)我國土地資源緊缺的現(xiàn)狀進(jìn)行有效的緩解，提出了“向大海要地”的建設(shè)設(shè)想，這一設(shè)想前期的規(guī)劃是目前在我國東部沿海地區(qū)實(shí)行灘涂圍墾工程。在灘涂圍墾工程中，主體工程是堤壩的建設(shè)工程，其建設(shè)成本在前期投資中占了很大的比例，其中海堤主要是土石混合堤型，外海側(cè)通過石壩來進(jìn)行擋潮，內(nèi)海測則是通過海涂淤泥來實(shí)現(xiàn)防滲閉氣。

但在實(shí)際施工過程中，由于遠(yuǎn)海地區(qū)自身地形條件地質(zhì)偏軟，地質(zhì)含水率偏高，淤泥也比較厚實(shí)，造成海堤地基會(huì)出現(xiàn)幅度較大的沉降，一旦實(shí)際施工的地基沉降量超出原有的規(guī)定值，就會(huì)引發(fā)工程進(jìn)度滯后或是工程量計(jì)量分歧甚至是工程無法如期堵口合龍等問題，因此，在實(shí)際施工中，嚴(yán)格控制地基沉降量并采取有效措施是解決這類問題的關(guān)鍵。

2.沉降量變化的主要原因

2.1地質(zhì)勘察與設(shè)計(jì)采用的建基面不協(xié)調(diào)

一般情況下，沿海地區(qū)涂面上都會(huì)有一層浮泥，但是在對(duì)地基沉降量進(jìn)行初步規(guī)劃中，并未考量到這個(gè)因素，且在之后的地質(zhì)勘測報(bào)道中也并未對(duì)浮泥的特性進(jìn)行嚴(yán)格的補(bǔ)充說明，地質(zhì)測量項(xiàng)目中也沒有要求測量浮泥的厚度，只是在第一項(xiàng)工程地質(zhì)層中簡單對(duì)其描述一番，因此，多數(shù)工程設(shè)計(jì)會(huì)直接將灘涂表面誤認(rèn)為是海堤斷面的建基面，甚至是將浮泥表面當(dāng)作海堤斷面的建基面，這樣就形成了地質(zhì)勘查與設(shè)計(jì)的建基面不符，在實(shí)際施工中，海堤地基的沉降量會(huì)大于設(shè)計(jì)的理論值。

2.2設(shè)計(jì)采用修正系數(shù)有差異

在地基沉降量的設(shè)計(jì)計(jì)算中，主要采用分層總和法，但現(xiàn)行的有關(guān)規(guī)范要求無法滿足實(shí)際施工的精度要求。例如軟土地基在受到荷載作用時(shí)，造成的沉降量主要是由順勢(shì)沉降、主固結(jié)沉降和次固結(jié)沉降這三方面構(gòu)成，采用傳統(tǒng)的理論計(jì)算方法計(jì)算瞬時(shí)沉降與次固結(jié)沉降已經(jīng)十分困難，瞬時(shí)沉降量可以看作是主固結(jié)沉降的20%～40%，次固結(jié)沉降量一般是主固結(jié)沉降的5%～10%，但在實(shí)際施工中，加荷過后的底基層排水也會(huì)產(chǎn)生固結(jié)而致使地基沉降，這種沉降屬于主固結(jié)沉降，其計(jì)算方法也是使用分層總和法。對(duì)于瞬時(shí)沉降、主固結(jié)沉降和次固結(jié)沉降的正確區(qū)分是十分困難的，傳統(tǒng)方法是先進(jìn)行主固結(jié)沉降的計(jì)算，再通過經(jīng)驗(yàn)系數(shù)對(duì)其修正，經(jīng)驗(yàn)系數(shù)一般情況下是依據(jù)建設(shè)項(xiàng)目實(shí)際的地質(zhì)情況和與該工程類似的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行選擇的，浮泥與修正系數(shù)直接關(guān)系到計(jì)算的精確度。例如某蓄淡圍墾工程，在主體工程實(shí)施前，事先進(jìn)行了長約730m的試驗(yàn)堤施工，也進(jìn)行了原位觀測，自2008 年7 月開始正式施工，2015年6月順利完工之后觀測，觀測結(jié)果顯示堤段局部的最大沉降量約為3.2m，比初始的設(shè)計(jì)階段所規(guī)定的沉降量足足多出了1.4m。

2.3設(shè)計(jì)選取的計(jì)算斷面與實(shí)際情況有差異

在海堤工程的設(shè)計(jì)過程中，設(shè)計(jì)人員普遍是以相關(guān)的設(shè)計(jì)規(guī)范為依據(jù)，結(jié)合地形、地貌的變化來選擇較典型的斷面作為設(shè)計(jì)素材并進(jìn)行沉降量的計(jì)算，再經(jīng)過平均與加權(quán)后可以得到海堤工程大致的沉降量，但在沉降量的實(shí)際計(jì)算過程中，由于設(shè)計(jì)人員的不夠仔細(xì)認(rèn)真，并未考慮到地質(zhì)與軟土層的實(shí)際情況，加之選擇的典型斷面不豐富，都會(huì)致使完工后的沉降量偏大。

2.4施工環(huán)境對(duì)沉降的影響

大型的圍墾工程一般會(huì)分為多個(gè)標(biāo)段進(jìn)行施工，各段的施工條件依具體項(xiàng)目而定，施工進(jìn)度的科學(xué)合理安排也會(huì)直接關(guān)系到堤壩的沉降量，如某蓄淡圍墾工程，堤壩部分是由一期海堤加高加固、二期海堤試驗(yàn)堤、二期堵壩石壩、二期海堤A 標(biāo)、二期海堤B 標(biāo)、二期堵壩閉氣土方這六個(gè)標(biāo)段組成，實(shí)際施工受地理?xiàng)l件約束，二期海堤A 標(biāo)只能使用候潮船進(jìn)行運(yùn)拋石，不但需要占據(jù)較長的施工時(shí)間，使施工進(jìn)度延后，且石壩厚度也不均勻，一旦整體工程的高程上升，堤壩較低處也會(huì)相應(yīng)造成多處沖刷的缺口，致使土體結(jié)構(gòu)受到破壞與干擾，不均勻沉降的現(xiàn)象明顯加劇，后期觀測結(jié)果顯示，沖刷部位的沉降量大大超過其他堤段。

2.5施工作業(yè)方式對(duì)沉降的影響

實(shí)際施工中的操作方法也會(huì)引起工程沉降量的變化，例如沉降補(bǔ)方、側(cè)向變形都會(huì)造成較大程度的沉降。在建設(shè)項(xiàng)目的實(shí)際施工中，多數(shù)施工單位并未依照相關(guān)設(shè)定確定加載速率，加載的速度、厚度和時(shí)間間隔的確定都十分隨意，而這些都是影響沉降量的因素之一，特別是針對(duì)使用排水插板處理地基的海堤，加載過快會(huì)使排水插板變形扭曲和排水通道堵塞，加載過慢會(huì)使排水效果不理想，使土體固結(jié)受到影響，這就要求施工人員在實(shí)際操作中對(duì)加載速率嚴(yán)格把關(guān)。實(shí)際施工還會(huì)受到一些不確定因素的影響，在對(duì)海堤加載時(shí)出現(xiàn)不連續(xù)的現(xiàn)象，若情況嚴(yán)重甚至?xí)９は喈?dāng)長的一段日子。另外，施工的先后順序也會(huì)影響工程沉降量的變化。

3.沉降量變化的解決對(duì)策

3.1加強(qiáng)設(shè)計(jì)與勘測的相互協(xié)調(diào)

在進(jìn)行地質(zhì)勘測與地形測量等有關(guān)工作時(shí)，測量人員應(yīng)強(qiáng)化與設(shè)計(jì)部門的協(xié)調(diào)溝通，這也是避免因設(shè)計(jì)項(xiàng)目不符而產(chǎn)生誤解的途徑之一，需注意的是，地質(zhì)勘測中必須對(duì)浮泥進(jìn)行單獨(dú)的標(biāo)注與說明，地質(zhì)勘測與地形測量的結(jié)果要詳細(xì)比對(duì)與研究，確保設(shè)計(jì)規(guī)劃與地質(zhì)勘測、地形測量之間相符統(tǒng)一。設(shè)計(jì)人員在實(shí)際施工前也應(yīng)對(duì)現(xiàn)場進(jìn)行實(shí)地考察，多與測量人員交流溝通，保證在勘測過程中取值的準(zhǔn)確性，這樣才能對(duì)之后提高設(shè)計(jì)精度有所幫助。

3.2綜合考慮沉降修正系數(shù)

有關(guān)部門要高度重視沉降經(jīng)驗(yàn)系數(shù)的研究，不斷精確沉降經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，由于沉降工程量的理論計(jì)算主要還是依照有關(guān)條例中所規(guī)定的經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行近似的計(jì)算，設(shè)計(jì)的沉降量很大程度上依賴于經(jīng)驗(yàn)系數(shù)的修正，在傳統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中，設(shè)計(jì)單位是需要對(duì)多方面因素進(jìn)行綜合考量后才能最終確定沉降經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，但以目前實(shí)際情況而言，沉降經(jīng)驗(yàn)系數(shù)的選擇至今沒有一個(gè)科學(xué)系統(tǒng)的規(guī)定，針對(duì)此類突出問題，有關(guān)部門要對(duì)海堤沉降量的影響因素研究高度重視，以準(zhǔn)確劃分沉降經(jīng)驗(yàn)系數(shù)為目的，才能有助于有效提高工程沉降量的計(jì)算精度，確保沉降量不會(huì)出現(xiàn)較大的波動(dòng)。

3.3加強(qiáng)觀測，適時(shí)調(diào)整系數(shù)

對(duì)原位數(shù)據(jù)的觀測需要不斷強(qiáng)化，使觀測精度得以提高。在設(shè)計(jì)觀測斷面時(shí)，不但要考慮地質(zhì)的實(shí)際變化情況，還要綜合地形變化，避免在計(jì)算沉降量時(shí)出現(xiàn)較大差池，繼而對(duì)沉降經(jīng)驗(yàn)系數(shù)適時(shí)調(diào)整，才能確保工程沉降量符合建設(shè)要求。

3.4科學(xué)合理施工

在實(shí)際施工過程中，優(yōu)化施工方案，制定科學(xué)合理的施工工期，降低各種因素對(duì)工程沉降量的影響。施工前期，施工單位應(yīng)將詳細(xì)的施工佳話報(bào)告交至監(jiān)理部門，委派相關(guān)專業(yè)人員細(xì)致審核施工計(jì)劃，最后嚴(yán)格根據(jù)相關(guān)施工條例進(jìn)行施工。

4.結(jié)語

針對(duì)灘涂圍墾工程，工程沉降量的變化大小會(huì)引起工程進(jìn)度延后、工程量計(jì)量分歧甚至是不能如期堵口合龍等嚴(yán)重現(xiàn)象，所以要求從設(shè)計(jì)階段就要嚴(yán)格把控工程的沉降量，對(duì)施工工序進(jìn)行合理恰當(dāng)?shù)陌才?，最大程度從各個(gè)方面采取措施，降低發(fā)生工程沉降量較大的的可能性，確保灘涂圍墾工程的順利施工。

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