某海堤工程軟基加固及原型觀測和施工安全監(jiān)控

富威

摘 要：在珠海市磨刀門水道的淤泥質(zhì)軟基海堤加固過程中，常年來由于淤泥的大量累積，導(dǎo)致地質(zhì)非常松軟，然而地質(zhì)情況對于海堤工程的加固具有很大的影響，地質(zhì)松軟在一定程度上加大了海堤加固的工程量，并且在工程技術(shù)上也提出了更高的要求。因此，在實(shí)際動工之前，主要采用的是先試驗(yàn)后動工的方法，通過對經(jīng)濟(jì)和技術(shù)因素的綜合比較，豎向排水措施主要選用塑料排水板，預(yù)壓荷載利用海堤填筑本身的重量，并且利用原型觀測技術(shù)實(shí)時監(jiān)控施工的分級加荷過程，從而最大限度的確保工程施工的安全性和可靠性。本文以珠海市某海堤加固達(dá)標(biāo)工程為研究背景，通過安全監(jiān)控軟基加固及原型觀測施工期，對塑料排水板的應(yīng)用情況進(jìn)行科學(xué)的探討。

關(guān)鍵詞：海堤工程 軟基加固 原型觀測 施工期 安全監(jiān)控

珠海市某海堤加固達(dá)標(biāo)工程位于珠江流域磨刀門水道的南岸，是珠海市重點(diǎn)防洪工程之一，工程全長26.3公里，該地較為平坦開闊，是多條小河流的匯集之地，地質(zhì)為軟土層，厚度在25米以上。該海堤豎向排水措施主要選用塑料排水板，預(yù)壓荷載利用海堤填筑本身的重量，為最大限度的保證地基的穩(wěn)定，實(shí)現(xiàn)對加荷速率的控制，主要利用原型觀測技術(shù)實(shí)時監(jiān)控施工的分級加荷過程，全線總共設(shè)置50個觀測斷面。本文以珠海市某海堤加固達(dá)標(biāo)工程為研究背景，通過安全監(jiān)控軟基加固及原型觀測施工期，對塑料排水板的應(yīng)用情況進(jìn)行科學(xué)的探討。

1.對軟基海堤地質(zhì)情況的相關(guān)分析

本海堤工程具體位置在珠江流域磨刀門水道的南岸，地形多為低山丘陵和平原，但是由于該地是多條河流的匯集處，故地質(zhì)比較松軟，地基土層以全新統(tǒng)濱海相的淤積土層為主，多為淤泥土或者沙質(zhì)淤泥為主，厚度可達(dá)25米以上，該地軟土呈強(qiáng)度非常低、壓縮性好、承載能力比較低等特點(diǎn)，且含水量可達(dá)60%，因此固結(jié)排水的情況非常差。

同時，由于本海堤工程地基土層的抗剪強(qiáng)度極低，固結(jié)排水情況非常差，因此需要進(jìn)行及時處理。但是樁基礎(chǔ)不僅造價非常高，并且施工技術(shù)方面的要求也非常高。結(jié)合本海堤工程的實(shí)際情況，進(jìn)行固結(jié)處理時可以選用塑料排水板，不僅能夠極大降低工程造價，施工非常簡便，且能夠促進(jìn)地基排水的固結(jié)，使地基本身的強(qiáng)度獲得顯著增強(qiáng)，從而極大地滿足堤基在承載力和穩(wěn)定性方面的要求。

2.地基處理的設(shè)計方案

塑料排水板一般情況下會嚴(yán)格按照砂井排水的原理進(jìn)行設(shè)計，通過實(shí)驗(yàn)計算可以分別將排水板的寬度以及厚度計算出來，具體計算可以參照與本工程非常相似的工程，并且還要嚴(yán)格按照《塑料排水帶地基設(shè)計規(guī)程》，根據(jù)分級加荷、間隙時間和固結(jié)度計算的實(shí)際情況確定本海堤工程排水板的間距，通過計算大致可以確定為1.4米。

同時，軟土層的厚度和深度在很大程度上決定了排水板所需要加固的深度，5至25米是國內(nèi)外普遍所接受的加固深度。本海堤工程主要是根據(jù)海堤自身的重量逐漸進(jìn)行分級加載，以此來固結(jié)土體，增加強(qiáng)度，但是實(shí)際海堤的加固深度要充分考慮上部附加壓力的大小。最后工程加固的深度主要是由沿線軟土層的分布和上部附加壓力的大小、分段確定下來的，并且深度的范圍在8到15米之間。

3.海堤工程軟基加固的有效措施

本海堤基礎(chǔ)采用開山石拋填，在堤身部位填土，此修筑方法，施工時間比較短，海堤基部的修筑主要利用開山石將基部淤泥全部擠出去，施工進(jìn)度快，施工環(huán)節(jié)相對簡單，在進(jìn)行填筑和碾壓的過程中可以全面使用機(jī)械操作；固結(jié)過程主要使用塑料排水板進(jìn)行排水，有效節(jié)省了工程成本。在修筑過程中，對于海堤基部主要采用置換的方法，即使用開山石代替基底淤泥，但是由于淤泥比較深，開山石置換的淤泥量有限，很難達(dá)到全面穩(wěn)定，甚至不少地方還會經(jīng)常出現(xiàn)滑坡的現(xiàn)象。因此，必須采取積極有效的措施加固海堤的軟基。

（一）提高相關(guān)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)

第一，提高堤頂高程的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。在海堤保護(hù)范圍內(nèi)，嚴(yán)格按照堤頂高程的標(biāo)準(zhǔn)公式確定其具體高程，采用設(shè)計頻率法確定其海水的高潮水位，利用莆田公式將風(fēng)浪的高度計算出來。第二，提高結(jié)構(gòu)設(shè)計的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，即“三面包”護(hù)砌和消浪防沖。所謂的“三面包”護(hù)砌主要是將海堤的內(nèi)外坡和堤頂都進(jìn)行必要的護(hù)砌，海堤內(nèi)利用塊石、草皮等護(hù)坡，海堤外借助消防沖浪結(jié)構(gòu)，堤頂砌石護(hù)頂。

（二）消浪防沖

第一，建立牢固的消浪防沖結(jié)構(gòu)。海浪的沖擊在很大程度上嚴(yán)重威脅海堤的安全，而消浪防沖結(jié)構(gòu)可以有效降低風(fēng)浪爬高的高度，使得堤頂?shù)母叱逃兴档?，同時還能抵擋海浪對于海堤的巨大沖擊力。第二，在加固海堤的過程中，由于地基處淤泥比較多，地質(zhì)松軟，因此護(hù)腳工作非常重要。但是由于海堤前的水比較深，具體施工比較困難，因此很難直接對其護(hù)砌，為能夠更好的適應(yīng)軟地基不均勻下沉的情況便需要進(jìn)行拋石護(hù)腳。一般拋石的厚度在2到3米，從而最大限度的穩(wěn)定海堤下部的基礎(chǔ)，對堤腳真正起到保護(hù)作用。

（三）混凝土防滲墻

澆筑前需要對海堤槽段的長度、各個槽孔的孔深以及沉渣情況進(jìn)行全面了解，然后在澆筑槽內(nèi)先注入少量砂漿，沖散沉積在槽底的渣子；澆筑混凝土?xí)r必須嚴(yán)格控制各個導(dǎo)管中混凝土入孔的速度，一般間隔30min或者更短時間就要對混凝土面的深度進(jìn)行檢測，保持每一個澆筑導(dǎo)管內(nèi)的混凝土面高差不小于50cm，這樣能有效避免墻體出現(xiàn)夾泥的現(xiàn)象。

4.原型觀測的布置和施工安全的監(jiān)控

4.1原型觀測的布置及監(jiān)控

為保證實(shí)時監(jiān)測海堤施工加荷過程中地基的動態(tài)變化，最大限度地防止地基的變形和保持地基的穩(wěn)定性，同時實(shí)現(xiàn)對加荷速率的有效控制，避免地基受到剪切力的破壞，對加荷的具體效果進(jìn)行及時的檢測，全線總共設(shè)置50個觀測斷面，并埋設(shè)觀測裝置，如測斜管、沉降板以及分層沉降管等。

觀測工作主要有：第一，通過測斜管，對水平位移的情況進(jìn)行觀測；第二，通過沉降板、地表沉降標(biāo)以及分層沉降管，對沉降的具體情況進(jìn)行科學(xué)的觀測；第三，設(shè)置孔隙水壓力探頭，觀測空隙的水壓力大小。

4.2控制施工穩(wěn)定性的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)

為有效避免地基受到剪切力破壞的影響，在控制施工的穩(wěn)定性時要嚴(yán)格按照相關(guān)的規(guī)程以及類似工程的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行，具體標(biāo)準(zhǔn)如下：第一，表面的沉降量一天在10mm以下；第二，每天的側(cè)向水平位移在3mm以下；第三，孔隙水壓力和荷載關(guān)系的曲線短時間內(nèi)沒有出現(xiàn)劇烈的變動。

綜上所述，本文通過對軟基海堤地質(zhì)情況的相關(guān)分析，提出了地基處理的設(shè)計方案，并且在此基礎(chǔ)上從提高相關(guān)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)、消浪沖防、混凝土防滲墻等方面對海堤軟基進(jìn)行加固，最后通過布置原型觀測實(shí)現(xiàn)了對施工安全的監(jiān)控。

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