道人山圍涂Ⅱ標(biāo)原位監(jiān)測(cè)設(shè)計(jì)及分析

朱 強(qiáng)，李東風(fēng)，李 濤，高 健(1.浙江省圍海建設(shè)集團(tuán)股份有限公司，浙江 寧波 1500；.浙江水利水電學(xué)院 水利與環(huán)境工程學(xué)院，浙江 杭州 10018； .浙江水利水電學(xué)院 測(cè)繪與市政工程學(xué)院，浙江 杭州 10018；.浙江水利水電學(xué)院 建筑工程學(xué)院，浙江 杭州 10018)

道人山圍涂Ⅱ標(biāo)原位監(jiān)測(cè)設(shè)計(jì)及分析

朱 強(qiáng)1,4，李東風(fēng)2，李 濤3，高 健4
(1.浙江省圍海建設(shè)集團(tuán)股份有限公司，浙江 寧波 315040；2.浙江水利水電學(xué)院 水利與環(huán)境工程學(xué)院，浙江 杭州 310018； 3.浙江水利水電學(xué)院 測(cè)繪與市政工程學(xué)院，浙江 杭州 310018；4.浙江水利水電學(xué)院 建筑工程學(xué)院，浙江 杭州 310018)

在圍海堤壩地基施工期間對(duì)原型地基和堤壩施工等進(jìn)行監(jiān)測(cè)，有助于堤壩壘筑、拋石等進(jìn)度及穩(wěn)定性控制.對(duì)道人山涂圍涂Ⅱ標(biāo)原位進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)實(shí)驗(yàn)和數(shù)據(jù)分析，發(fā)現(xiàn)沉降量早期沉降較快，到后期的沉降緩慢而逐漸趨向穩(wěn)定.據(jù)此認(rèn)為道人山圍涂Ⅱ標(biāo)原位沉降值符合設(shè)計(jì)預(yù)期.從施工場(chǎng)地周邊埋設(shè)測(cè)斜管觀測(cè)到的深層土體各測(cè)點(diǎn)水平位移最大值基本在60～120 mm左右，可判定堤壩場(chǎng)地土體抗剪切穩(wěn)定性較好.堤壩防浪墻平均預(yù)留沉降量38.75 cm，其預(yù)留沉降量能滿足設(shè)計(jì)要求.

道人山圍涂工程；原位觀測(cè)；沉降

近海灘涂淤泥地基屬高含水量、高壓縮性、高靈敏度、低強(qiáng)度的軟弱地基，地基承載力及抗剪強(qiáng)度低，工程地質(zhì)條件差，是目前圍海筑堤碰到的主要技術(shù)難題[1-3].道人山圍涂II標(biāo)段圍堤工程是寧波市重點(diǎn)工程，也是象山縣近年來(lái)單體投資最大的水利工程.針對(duì)特有的工程條件，施工單位、監(jiān)理、業(yè)主提出了對(duì)道人山涂圍涂II標(biāo)進(jìn)行原位監(jiān)測(cè)，以保證施工安全.但現(xiàn)有成熟的圍海筑堤監(jiān)測(cè)案例很少并大多是特定地質(zhì)條件設(shè)置的監(jiān)測(cè)[4-5]，對(duì)室內(nèi)試驗(yàn)?zāi)M條件和相似性監(jiān)測(cè)成果與工程實(shí)際情況相差較大[6-8].就此實(shí)施道人山圍涂II標(biāo)海堤原位觀測(cè)和特定地質(zhì)條件的控制分析，對(duì)筑堤現(xiàn)場(chǎng)施工具有實(shí)際指導(dǎo)意義.

1 工程概述

1.1 工程主要建筑物指標(biāo)

該工程圍涂面積14.13 km2，由海堤、水閘以及配套的納排河道、交通橋、交通堤、船閘、防波堤等項(xiàng)目組成，其中海堤全長(zhǎng)5.345 km.位于白巖山鹽場(chǎng)東首，東臨大目洋，西為涂茨鎮(zhèn)，南為爵溪街道.通過(guò)本圍海造地工程來(lái)增加土地儲(chǔ)量，促進(jìn)象山乃至寧波市經(jīng)濟(jì)建設(shè)發(fā)展的需要.工程圍區(qū)屬緩慢淤漲型灘涂，涂面平坦寬闊，灘涂高程在-3.0～0.50 m間變化，地形由西向東面逐漸降低，平均坡度約0.80%～1.00%.

1.2 工程地質(zhì)

海堤地基土上部為新近海相沉積的淤泥質(zhì)粘土.Ⅰ層軟土層中Ⅰ3層淤泥工程地質(zhì)最差，軟土層處于飽和狀態(tài)，分布廣，厚度大，土的物理力學(xué)性質(zhì)差，屬高壓縮性土層，易產(chǎn)生滑動(dòng)；Ⅲ層粉砂、Ⅱ2層粉質(zhì)粘土中含粉砂較多，對(duì)土層固結(jié)有利；Ⅲ1、Ⅲ2層為海相沉積的軟粘土，工程地質(zhì)性質(zhì)較差，以上地層為堤基結(jié)構(gòu)穩(wěn)定涉及的主要層位.下伏地層基本為陸相地層或基巖，Ⅴ層粘土、Ⅵ層含礫粉質(zhì)粘土及Ⅶ基巖.

2 原位監(jiān)測(cè)設(shè)計(jì)

2.1 原位監(jiān)測(cè)內(nèi)容

海堤原位監(jiān)測(cè)是指對(duì)海堤原位測(cè)試對(duì)象采用安裝傳感器、采集器、通訊器的方式進(jìn)行自動(dòng)化、電子化、數(shù)字化、聯(lián)網(wǎng)化的連續(xù)、動(dòng)態(tài)、實(shí)時(shí)更新數(shù)據(jù)的原位測(cè)試，在野外多采用GPRS、無(wú)線載波和Zigbee等方式.

海堤側(cè)向位移監(jiān)測(cè)主要監(jiān)測(cè)在海堤施工運(yùn)行期間海堤在上部荷載作用下海堤地基內(nèi)不同深度的水平位移狀況.通過(guò)觀測(cè)不同時(shí)間不同深度的側(cè)向位移，掌握實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，繪制累計(jì)水平位移隨時(shí)間和沿深度分布曲線.從而研究分析海堤的變性和穩(wěn)定性，進(jìn)一步控制和調(diào)整加荷速率.所以海堤側(cè)向位移監(jiān)測(cè)是海堤施工中常用的控制手段之一.

海堤分層沉降是通過(guò)分層沉降觀測(cè)，了解海堤地基各土層的變形與固結(jié)情況，結(jié)合其它有關(guān)資料進(jìn)行綜合分析，判定地基穩(wěn)定性.對(duì)海堤的設(shè)置沉降觀測(cè)點(diǎn)，進(jìn)行地表沉降進(jìn)行觀察、監(jiān)測(cè)其地表沉降的發(fā)展趨勢(shì),防止施工期間產(chǎn)生過(guò)大的地表沉降.

2.2 原位監(jiān)測(cè)儀器

地基側(cè)向位移監(jiān)測(cè)裝置由CX03型測(cè)斜儀，JTM—G8600A型PVC管組成；地基孔隙水壓力監(jiān)測(cè)裝置由KYJ—31型鋼弦式孔壓計(jì)，ZXY—2型頻率讀數(shù)儀組成；位移沉降聯(lián)合觀測(cè)主要是選用DSZ3型水準(zhǔn)儀和DT—02電子經(jīng)緯儀；分層沉降觀測(cè)裝置由CJY—80型鋼尺沉降儀，JTM—G8600A型PVC沉降管組成.

2.3 原位監(jiān)測(cè)布置及觀測(cè)

根據(jù)設(shè)計(jì)要求，在海堤沿線每隔500 m布設(shè)一沉降觀測(cè)斷面，設(shè)置沉降觀測(cè)點(diǎn)4個(gè)，使用水準(zhǔn)儀觀測(cè)海堤施工期間沉降情況；每個(gè)標(biāo)段設(shè)置完整觀測(cè)斷面一個(gè)，設(shè)置沉降觀測(cè)點(diǎn)4個(gè)，深層水平位移觀測(cè)管2個(gè)，孔壓計(jì)3孔21個(gè)，分層沉降管3個(gè)，十字板剪切測(cè)點(diǎn)3個(gè)，水位觀測(cè)點(diǎn)2個(gè).海堤監(jiān)測(cè)儀器埋設(shè)及第一次觀測(cè)在陸域通暢后布測(cè)，施工期間根據(jù)工程加荷及運(yùn)用情況進(jìn)行不定期觀測(cè)，直至沉降及位移穩(wěn)定.在工程竣工后再測(cè)一次.

2.4 觀測(cè)原理與方法

測(cè)斜儀的工作原理是通過(guò)測(cè)定以擺錘為基準(zhǔn)的弧角變化來(lái)量測(cè)土體水平位移.當(dāng)土體產(chǎn)生位移時(shí)，埋入土體中的測(cè)斜管隨土體同步位移，測(cè)斜管的位移量即為土體的位移量.

3 監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)及分析

為了較全面的分析圍墾堤壩的變形規(guī)律，在堤壩各個(gè)區(qū)塊分別布有沉降板、測(cè)斜管、孔壓計(jì)、分層沉降管等觀測(cè)儀器.以下針對(duì)典型位置觀測(cè)數(shù)據(jù)加以說(shuō)明.

3.1 監(jiān)測(cè)斷面沉降監(jiān)測(cè)成果

(1)0+050和0+600監(jiān)測(cè)斷面沉降監(jiān)測(cè)成果

0+050和0+600監(jiān)測(cè)斷面沉降監(jiān)測(cè)成果匯總(見(jiàn)圖1～圖2)，其中正值表示下沉，負(fù)值表示隆起或上抬.從圖1和圖2的數(shù)據(jù)可以看出，Ⅱ標(biāo)段0+050和0+600樁號(hào)堤壩由于觀察作業(yè)開(kāi)始較早，土體累計(jì)沉降最大發(fā)展到2.0 m左右，早期沉降發(fā)展較快，2014年以來(lái)沉降的速度緩慢.從監(jiān)測(cè)圖揭示的沉降趨勢(shì)來(lái)看，海堤的沉降已基本處于穩(wěn)定狀態(tài).

(2)1+000和1+500主堤、小堤沉降觀測(cè)成果

1+000和1+500主堤、小堤沉降觀測(cè)成果(見(jiàn)圖3).由圖3可以看出，1+000和1+500樁號(hào)堤壩土體累計(jì)沉降最大發(fā)展到1.20 m左右，沉降規(guī)律與上面的相同.工程中沉降觀測(cè)最大值在2 000 mm以下，通過(guò)在海堤附近埋設(shè)測(cè)斜管，觀測(cè)到深層土體各測(cè)點(diǎn)水平位移最大值在0.60～1.20 m左右，并且明顯趨向穩(wěn)定，從而可認(rèn)為土體抗剪穩(wěn)定性較好.從整體看，沉降規(guī)律與設(shè)計(jì)的預(yù)期基本一致.

圖1 Ⅱ標(biāo)段0+050沉降測(cè)點(diǎn)圖

圖2 Ⅱ標(biāo)段0+600沉降測(cè)點(diǎn)圖

圖3 Ⅱ標(biāo)段1+000、1+500沉降測(cè)點(diǎn)圖

3.2 堤頂防浪墻預(yù)留沉降量測(cè)量

2014年1月4日項(xiàng)目部聯(lián)合監(jiān)理部對(duì)堤頂防浪墻頂高程進(jìn)行了測(cè)量，測(cè)量結(jié)果(見(jiàn)表1).從表1可以看出，海堤堤頂防浪墻預(yù)留最大沉降量為46 cm，預(yù)留最小沉降量8 cm，平均預(yù)留沉降量38.75 cm，由于0+000～0+200段基礎(chǔ)較好，沉降量小，故預(yù)留沉降小，經(jīng)分析本工程海堤堤頂預(yù)留沉降量能滿足竣工驗(yàn)收堤頂設(shè)計(jì)高程.

表1 堤頂防浪墻預(yù)留沉降量測(cè)量成果表

4 結(jié) 論

根據(jù)以上分析，工程中沉降觀測(cè)最大值在2 000 mm以下，沉降值在允許范圍內(nèi)，通過(guò)在海堤附近埋設(shè)測(cè)斜管，觀測(cè)到深層土體各測(cè)點(diǎn)水平位移最大值在0.60～1.20 m左右，且趨向穩(wěn)定，從而可認(rèn)為土體抗剪穩(wěn)定性較好.沉降規(guī)律與設(shè)計(jì)的預(yù)期基本一致.堤壩防浪墻平均預(yù)留沉降量38.75 cm，預(yù)留沉降量能滿足竣工驗(yàn)收堤頂設(shè)計(jì)高程.考慮到實(shí)際沉降發(fā)展情況，特別是結(jié)合全局觀測(cè)資料，可以預(yù)計(jì)堤壩內(nèi)不會(huì)出現(xiàn)較大的后期沉降和差異沉降，對(duì)安全性不會(huì)造成明顯影響.建議在運(yùn)行期繼續(xù)按要求進(jìn)行定期觀測(cè)，以確保堤壩和圍墾區(qū)的安全運(yùn)行，并為正常養(yǎng)護(hù)提供必要的技術(shù)資料.

[1] 錢 華,汪瑋昕,吳松華.樂(lè)清工程袋裝砂斜坡堤施工期沉降分析與應(yīng)用[J].中國(guó)水運(yùn)(下半月),2013,13(3):263-264.

[2] 陳 龍.荔波縣堯柳水庫(kù)工程水土保持方案設(shè)計(jì)分析[J].浙江水利水電學(xué)院學(xué)報(bào),2014,26(4):40-43.

[3] 林芳華.溫州丁山墾區(qū)吹填及軟基處理工程質(zhì)量控制方法的研究與實(shí)踐[J].浙江水利水電學(xué)院學(xué)報(bào),2014,26(1):22-24.

[4] 陳焰明,林芳華,王 馨.浙江軟土地區(qū)某圍堤工程原型觀測(cè)試驗(yàn)研究[J].浙江水利水電學(xué)院學(xué)報(bào),2014,26(2):12-14,33.

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In-situ Observation Design and Analysis on Daorenshan Reclamation Project

ZHU Qiang1,4, LI Dong-feng2, LI Tao3, GAO Jian4
(1.Zhejiang Reclaim Construction Group Co., Ltd, Ningbo 315040, China; 2.College of Hydraulic and Environmental Engineering, Zhejiang University of Water Resources and Electric Power, Hangzhou 310018, China; 3.College of Surveying and Municipal Engineering, Zhejiang University of Water Resources and Electric Power, Hangzhou 310018, China; 4.College of Civil Engineering,Zhejiang University of Water Resources and Electric Power, Hangzhou 310018, China)

The complex geological conditions of the Daorenshan Reclamation Project make in-situ observation design significant to coastal levee construction. The in-situ observation for coastal levee is designed and carried out. The results of the settlement observation on main dam and small embankment show that the settlement has a development process from the early rapid to the latter stability. From the whole, the settlement value is in line with the design expectations. From the observation test tube buried in deep soil, the maximum horizontal displacement of each measuring point is about 0.60～1.20 m, and the soil shear stability of the site is proved to be better. The average settlement of seawall crest wall is 38.75 cm, and the settlement reservation of seawall crest can meet the design requirements.

Daorenshan reclamation project; In-situ observation; settlement

2016-11-19

國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目(2016YFC0402502)

朱 強(qiáng)(1983-)，男，浙江余杭人，工程師，主要從事水利工程施工項(xiàng)目管理工作.

TV523

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1008-536X(2017)02-0037-04